【Android 音视频开发打怪升级：FFmpeg音视频编解码篇】四、Android FFmpeg＋OpenSL ES音频解码播放
【Android 音视频开发打怪升级：FFmpeg音视频编解码篇】四、Android FFmpeg＋OpenSL ES音频解码播放
【声 明】
首先，这一系列文章均基于自己的理解和实践，可能有不对的地方，欢迎大家指正。 其次，这是一个入门系列，涉及的知识也仅限于够用，深入的知识网上也有许许多多的博文供大家学习了。 最后，写文章过程中，会借鉴参考其他人分享的文章，会在文章最后列出，感谢这些作者的分享。
本文你可以了解到
本文介绍如何使用
FFmpeg进行音频解码，重点讲解如何使用OpenSL ES在 DNK 层实现音频渲染播放。
一、音频解码
在上篇文章中，详细介绍了 FFmepg 的播放流程，以及抽象了解码流程框架，整合视频和音频解码流程的共同点，形成了 BaseDecoder 类。通过继承 BaseDecoder 实现了视频解码子类 VideoDeocder，并整合到了 Player 中，实现了视频的播放渲染。
本文就利用已经定义好的解码基类 BaseDecoder 实现音频解码子类 AudioDecoder 。
实现音频解码子类
首先来看下，实现音频解码，需要实现哪些内容。
- 定义解码流程
我们通过头文件 a_decoder.h ，将需要的成员变量和流程方法定义好。
i. 成员变量定义
//a_decoder.h
class AudioDecoder: public BaseDecoder {
private:
const char *TAG = "AudioDecoder";
// 音频转换器
SwrContext *m_swr = NULL;
// 音频渲染器
AudioRender *m_render = NULL;
// 输出缓冲
uint8_t *m_out_buffer[1] = {NULL};
// 重采样后，每个通道包含的采样数
// acc默认为1024，重采样后可能会变化
int m_dest_nb_sample = 1024;
// 重采样以后，一帧数据的大小
size_t m_dest_data_size = 0;
//......
}其中，SwrContext 是 FFmpeg 提供的音频转化工具，位于 swresample 中，可用来转换采样率、解码通道数、采样位数等。这里用来将音频数据转换为 双通道立体 声音，统一 采样位数。
⚠️ AudioRender 是自定义的音频渲染器，将在后面介绍。
其他的变量，则是音频转换中需要配合使用的，转换输出缓冲、缓冲区大小、采样数。
ii. 定义成员方法
//a_decoder.h
class AudioDecoder: public BaseDecoder {
private:
// 省略成员变量......
/**
* 初始化转换工具
*/
void InitSwr();
/**
* 初始化输出缓冲
*/
void InitOutBuffer();
/**
* 初始化渲染器
*/
void InitRender();
/**
* 释放缓冲区
*/
void ReleaseOutBuffer();
/**
* 采样格式：16位
*/
AVSampleFormat GetSampleFmt() {
return AV_SAMPLE_FMT_S16;
}
/**
* 目标采样率
*/
int GetSampleRate(int spr) {
return AUDIO_DEST_SAMPLE_RATE; //44100Hz
}
public:
AudioDecoder(JNIEnv *env, const jstring path, bool forSynthesizer);
~AudioDecoder();
void SetRender(AudioRender *render);
protected:
void Prepare(JNIEnv *env) override;
void Render(AVFrame *frame) override;
void Release() override;
bool NeedLoopDecode() override {
return true;
}
AVMediaType GetMediaType() override {
return AVMEDIA_TYPE_AUDIO;
}
const char *const LogSpec() override {
return "AUDIO";
};
};以上代码也不复杂，都是一些初始化相关的方法，以及对 BaseDecoder 中定义的抽象方法的实现。
重点讲解一下这两个方法：
/**
* 采样格式：16位
*/
AVSampleFormat GetSampleFmt() {
return AV_SAMPLE_FMT_S16;
}
/**
* 目标采样率
*/
int GetSampleRate(int spr) {
return AUDIO_DEST_SAMPLE_RATE; //44100Hz
}首先要知道的是，这两个方法的目的是为了兼容以后编码的。
我们知道音频的采样率和采样位数是音频数据特有的，并且每个音频都有可能不一样，所以在播放或者重新编码的时候，通常会将数据转换为固定的规格，这样才能正常播放或重新编码。
播放和编码的配置也稍有不同，这里，采样位数是 16 位，采样率使用 44100 。
接下来，看看具体的实现。
- 实现解码流程
// a_decoder.cpp
AudioDecoder::AudioDecoder(JNIEnv *env, const jstring path, bool forSynthesizer) : BaseDecoder(
env, path, forSynthesizer) {
}
void AudioDecoder::~AudioDecoder() {
if (m_render != NULL) {
delete m_render;
}
}
void AudioDecoder::SetRender(AudioRender *render) {
m_render = render;
}
void AudioDecoder::Prepare(JNIEnv *env) {
InitSwr();
InitOutBuffer();
InitRender();
}
//省略其他....i. 初始化
重点看 Prepare 方法，这个方法在基类 BaseDecoder 初始化完解码器以后，就会调用。
在 Prepare 方法中，依次调用了：
InitSwr()，初始化转换器
InitOutBuffer()，初始化输出缓冲
InitRender()，初始化渲染器下面具体解析如何配置初始化参数。
SwrContext 配置：
// a_decoder.cpp
void AudioDecoder::InitSwr() {
// codec_cxt() 为解码上下文，从父类 BaseDecoder 中获取
AVCodecContext *codeCtx = codec_cxt();
//初始化格式转换工具
m_swr = swr_alloc();
// 配置输入/输出通道类型
av_opt_set_int(m_swr, "in_channel_layout", codeCtx->channel_layout, 0);
// 这里 AUDIO_DEST_CHANNEL_LAYOUT = AV_CH_LAYOUT_STEREO，即 立体声
av_opt_set_int(m_swr, "out_channel_layout", AUDIO_DEST_CHANNEL_LAYOUT, 0);
// 配置输入/输出采样率
av_opt_set_int(m_swr, "in_sample_rate", codeCtx->sample_rate, 0);
av_opt_set_int(m_swr, "out_sample_rate", GetSampleRate(codeCtx->sample_rate), 0);
// 配置输入/输出数据格式
av_opt_set_sample_fmt(m_swr, "in_sample_fmt", codeCtx->sample_fmt, 0);
av_opt_set_sample_fmt(m_swr, "out_sample_fmt", GetSampleFmt(), 0);
swr_init(m_swr);
}初始化很简单，首先调用 FFmpeg 的 swr_alloc 方法，分配内存，得到一个转化工具 m_swr ，接着调用对应的方法，设置输入和输出的音频数据参数。
输入输出参数的设置，也可通过一个统一的方法 swr_alloc_set_opts 设置，具体可以参看该接口注释。
输出缓冲配置：
// a_decoder.cpp
void AudioDecoder::InitOutBuffer() {
// 重采样后一个通道采样数
m_dest_nb_sample = (int)av_rescale_rnd(ACC_NB_SAMPLES, GetSampleRate(codec_cxt()->sample_rate),
codec_cxt()->sample_rate, AV_ROUND_UP);
// 重采样后一帧数据的大小
m_dest_data_size = (size_t)av_samples_get_buffer_size(
NULL, AUDIO_DEST_CHANNEL_COUNTS,
m_dest_nb_sample, GetSampleFmt(), 1);
m_out_buffer[0] = (uint8_t *) malloc(m_dest_data_size);
}
void AudioDecoder::InitRender() {
m_render->InitRender();
}在转换音频数据之前，我们需要一个数据缓冲区来存储转换后的数据，因此需要知道转换后的音频数据有多大，并以此来分配缓冲区。
影响数据缓冲大小的因素有三个，分别是：采样个数、通道数、采样位数。
采样个数计算
我们知道 AAC 一帧数据包含采样个数是 1024 个。如果对一帧音频数据进行重采样的话，那么采样个数就会发生变化。
如果采样率变大，那么采样个数会变多；采样率变小，则采样个数变少。并且成比例关系。
计算方式如下：【目标采样个数 = 原采样个数 *（目标采样率 / 原采样率）】
FFmpeg 提供了 av_rescale_rnd 用于计算这种缩放关系，优化了计算益处问题。
FFmpeg 提供了 av_samples_get_buffer_size 方法来帮我们计算这个缓存区的大小。只需提供计算出来的目标采样个数、通道数、采样位数 。
得到缓存大小后，通过 malloc 分配内存。
ii. 渲染
// a_decoder.cpp
void AudioDecoder::Render(AVFrame *frame) {
// 转换，返回每个通道的样本数
int ret = swr_convert(m_swr, m_out_buffer, m_dest_data_size/2,
(const uint8_t **) frame->data, frame->nb_samples);
if (ret > 0) {
m_render->Render(m_out_buffer[0], (size_t) m_dest_data_size);
}
}父类 BaseDecoder 解码数据后，回调子类渲染方法 Render 。在渲染之前，调用 swr_convert 方法，转换音频数据。
以下为接口原型：
/**
* out：输出缓冲区
* out_count：输出数据单通道采样个数
* in：待转换原音频数据
* in_count：原音频单通道采样个数
*/
int swr_convert(struct SwrContext *s, uint8_t **out, int out_count,
const uint8_t **in , int in_count);最后调用渲染器 m_render 渲染播放。
iii.释放资源
// a_decoder.cpp
void AudioDecoder::Release() {
if (m_swr != NULL) {
swr_free(&m_swr);
}
if (m_render != NULL) {
m_render->ReleaseRender();
}
ReleaseOutBuffer();
}
void AudioDecoder::ReleaseOutBuffer() {
if (m_out_buffer[0] != NULL) {
free(m_out_buffer[0]);
m_out_buffer[0] = NULL;
}
}解码完毕，退出播放的时候，需要将转换器、输出缓冲区释放。
二、接入 OpenSL ES
在 Android 上播放音频，通常使用的 AudioTrack ，但是在 NDK 层，没有提供直接的类，需要通过 NDK 调用 Java 层的方式，回调实现播放。相对来说比较麻烦，效率也比较低。
在 NDK 层，提供另一种播放音频的方法：OpenSL ES 。
什么是 OpenSL ES
OpenSL ES (Open Sound Library for Embedded Systems)是无授权费、跨平台、针对嵌入式系统精心优化的硬件音频加速API。它为嵌入式移动多媒体设备上的本地应用程序开发者提供标准化，高性能，低响应时间的音频功能实现方法，并实现软/硬件音频性能的直接跨平台部署，降低执行难度。
OpenSL ES 提供哪些功能
OpenSL 主要提供了录制和播放的功能，本文主讲播放功能。
播放源支持 PCM 、sdcard资源 、 res/assets资源 、 网络资源 。
我们使用的 FFmpeg 解码，所以播放源是 PCM 。
OpenSL ES 状态机
OpenSL ES 是基于 C 语言开发的库，但是其接口是使用了面向对象的编程思想编写的，它的接口不能直接调用，而是要经过对象创建、初始化后，通过对象来调用。
- Object 和 Interface
OpenSL ES 提供了一系列 Object ，它们拥有一些基础操作方法，比如 Realize，Resume，GetState，Destroy，GetInterface等。
一个
Object拥有一个或多个Interface方法，但是一个Intefcace只属于一个Obejct。
想要调用 Object 中的 Interface 方法，必须要通过 Object 的 GetInterface 先获取到接口 Interface ，再通过获取到的 Interface 来调用。
比如：
// 创建引擎
SLObjectItf m_engine_obj = NULL;
SLresult result = slCreateEngine(&m_engine_obj, 0, NULL, 0, NULL, NULL);
// 初始化引擎
result = (*m_engine_obj)->Realize(m_engine_obj, SL_BOOLEAN_FALSE);
// 获取引擎接口
SLEngineItf m_engine = NULL;
result = (*m_engine_obj)->GetInterface(m_engine_obj, SL_IID_ENGINE, &m_engine);可以看到，Object 需要经过创建、初始化之后才能使用，这就是 OpenSL ES 中的状态机机制。
OpenSL ES 状态机
Object被创建后，进入Unrealized状态，调用Realize()方法以后会分配相关的内存资源，进入Realized状态，这时Object的Interface方法才能被获取和使用。 在后续执行过程中，如果出现错误，Object会进入Suspended状态。调用Resume()可以恢复到Realized状态。
OpenSL ES 播放初始化配置
来看一张官方的播放流程图
OpenSL ES 播放流程
这张图非常清晰的展示了 OpenSL ES 是如何运作的。
OpenSL ES 播放需要的两个核心是 Audio Player 和 Output Mix ，即 播放起 和 混音器 ，而这两个都是由 OpenSL ES 的引擎 Engine 创建（creates）出来的。
所以，整个初始化流程可以总结为：
通过 Engine 创建
Output Mix/混音器，并将混音器作为参数，在创建Audio Player/播放器时，绑定给Audio Player作为输出。
- DataSource 和 DataSink
在创建 Audio Player 的时候，需要给其设置 数据源 和 输出目标 ，这样播放器才知道，如何获取播放数据、将数据输出到哪里进行播放。
这就需要用到 OpenSL ES 的两个结构体 DataSource 和 DataSink 。
typedef struct SLDataSource_ {
void *pLocator;
void *pFormat;
} SLDataSource;
typedef struct SLDataSink_ {
void *pLocator;
void *pFormat;
} SLDataSink;其中， SLDataSource pLocator 有以下几种类型：
SLDataLocator_Address
SLDataLocator_BufferQueue
SLDataLocator_IODevice
SLDataLocator_MIDIBufferQueue
SLDataLocator_URI播放 PCM 使用的是 SLDataLocator_BufferQueue 缓冲队列。
SLDataSink pLocator 一般为 SL_DATALOCATOR_OUTPUTMIX 。
另外一个参数 pFormat 为数据的格式。
实现渲染流程
在接入 OpenSL ES 之前，先定义好上文提到的音频渲染接口，方便规范和拓展。
// audio_render.h
class AudioRender {
public:
virtual void InitRender() = 0;
virtual void Render(uint8_t *pcm, int size) = 0;
virtual void ReleaseRender() = 0;
virtual ~AudioRender() {}
};在 CMakeList.txt 中，打开 OpenSL ES 支持
# CMakeList.txt
# 省略其他...
# 指定编译目标库时，cmake要链接的库
target_link_libraries(
native-lib
avutil
swresample
avcodec
avfilter
swscale
avformat
avdevice
-landroid
# 打开opensl es支持
OpenSLES
# Links the target library to the log library
# included in the NDK.
${log-lib} )- 初始化
i. 定义成员变量
先定义需要用到的引擎、混音器、播放器、以及缓冲队列接口、音量调节接口等。
// opensl_render.h
class OpenSLRender: public AudioRender {
private:
// 引擎接口
SLObjectItf m_engine_obj = NULL;
SLEngineItf m_engine = NULL;
//混音器
SLObjectItf m_output_mix_obj = NULL;
SLEnvironmentalReverbItf m_output_mix_evn_reverb = NULL;
SLEnvironmentalReverbSettings m_reverb_settings = SL_I3DL2_ENVIRONMENT_PRESET_DEFAULT;
//pcm播放器
SLObjectItf m_pcm_player_obj = NULL;
SLPlayItf m_pcm_player = NULL;
SLVolumeItf m_pcm_player_volume = NULL;
//缓冲器队列接口
SLAndroidSimpleBufferQueueItf m_pcm_buffer;
//省略其他......
}ii. 定义相关成员方法
// opensl_render.h
class OpenSLRender: public AudioRender {
private:
// 省略成员变量...
// 创建引擎
bool CreateEngine();
// 创建混音器
bool CreateOutputMixer();
// 创建播放器
bool CreatePlayer();
// 开始播放渲染
void StartRender();
// 音频数据压入缓冲队列
void BlockEnqueue();
// 检查是否发生错误
bool CheckError(SLresult result, std::string hint);
// 数据填充通知接口，后续会介绍这个方法的作用
void static sReadPcmBufferCbFun(SLAndroidSimpleBufferQueueItf bufferQueueItf, void *context);
public:
OpenSLRender();
~OpenSLRender();
void InitRender() override;
void Render(uint8_t *pcm, int size) override;
void ReleaseRender() override;iii. 实现初始化流程
// opensl_render.cpp
OpenSLRender::OpenSLRender() {
}
OpenSLRender::~OpenSLRender() {
}
void OpenSLRender::InitRender() {
if (!CreateEngine()) return;
if (!CreateOutputMixer()) return;
if (!CreatePlayer()) return;
}
// 省略其他......创建引擎
// opensl_render.cpp
bool OpenSLRender::CreateEngine() {
SLresult result = slCreateEngine(&m_engine_obj, 0, NULL, 0, NULL, NULL);
if (CheckError(result, "Engine")) return false;
result = (*m_engine_obj)->Realize(m_engine_obj, SL_BOOLEAN_FALSE);
if (CheckError(result, "Engine Realize")) return false;
result = (*m_engine_obj)->GetInterface(m_engine_obj, SL_IID_ENGINE, &m_engine);
return !CheckError(result, "Engine Interface");
}创建混音器
// opensl_render.cpp
bool OpenSLRender::CreateOutputMixer() {
SLresult result = (*m_engine)->CreateOutputMix(m_engine, &m_output_mix_obj, 1, NULL, NULL);
if (CheckError(result, "Output Mix")) return false;
result = (*m_output_mix_obj)->Realize(m_output_mix_obj, SL_BOOLEAN_FALSE);
if (CheckError(result, "Output Mix Realize")) return false;
return true;
}按照前面状态机的机制，先创建引擎对象 m_engine_obj、然后 Realize 初始化，然后再通过 GetInterface 方法，获取到引擎接口 m_engine 。
创建播放器
// opensl_render.cpp
bool OpenSLRender::CreatePlayer() {
//【1.配置数据源 DataSource】----------------------
//配置PCM格式信息
SLDataLocator_AndroidSimpleBufferQueue android_queue = {SL_DATALOCATOR_ANDROIDSIMPLEBUFFERQUEUE, SL_QUEUE_BUFFER_COUNT};
SLDataFormat_PCM pcm = {
SL_DATAFORMAT_PCM,//播放pcm格式的数据
(SLuint32)2,//2个声道（立体声）
SL_SAMPLINGRATE_44_1,//44100hz的频率
SL_PCMSAMPLEFORMAT_FIXED_16,//位数 16位
SL_PCMSAMPLEFORMAT_FIXED_16,//和位数一致就行
SL_SPEAKER_FRONT_LEFT | SL_SPEAKER_FRONT_RIGHT,//立体声（前左前右）
SL_BYTEORDER_LITTLEENDIAN//结束标志
};
SLDataSource slDataSource = {&android_queue, &pcm};
//【2.配置输出 DataSink】----------------------
SLDataLocator_OutputMix outputMix = {SL_DATALOCATOR_OUTPUTMIX, m_output_mix_obj};
SLDataSink slDataSink = {&outputMix, NULL};
const SLInterfaceID ids[3] = {SL_IID_BUFFERQUEUE, SL_IID_EFFECTSEND, SL_IID_VOLUME};
const SLboolean req[3] = {SL_BOOLEAN_TRUE, SL_BOOLEAN_TRUE, SL_BOOLEAN_TRUE};
//【3.创建播放器】----------------------
SLresult result = (*m_engine)->CreateAudioPlayer(m_engine, &m_pcm_player_obj, &slDataSource, &slDataSink, 3, ids, req);
if (CheckError(result, "Player")) return false;
//初始化播放器
result = (*m_pcm_player_obj)->Realize(m_pcm_player_obj, SL_BOOLEAN_FALSE);
if (CheckError(result, "Player Realize")) return false;
//【4.获取播放器接口】----------------------
//得到接口后调用，获取Player接口
result = (*m_pcm_player_obj)->GetInterface(m_pcm_player_obj, SL_IID_PLAY, &m_pcm_player);
if (CheckError(result, "Player Interface")) return false;
//获取音量接口
result = (*m_pcm_player_obj)->GetInterface(m_pcm_player_obj, SL_IID_VOLUME, &m_pcm_player_volume);
if (CheckError(result, "Player Volume Interface")) return false;
//【5. 获取缓冲队列接口】----------------------
//注册回调缓冲区，获取缓冲队列接口
result = (*m_pcm_player_obj)->GetInterface(m_pcm_player_obj, SL_IID_BUFFERQUEUE, &m_pcm_buffer);
if (CheckError(result, "Player Queue Buffer")) return false;
//注册缓冲接口回调
result = (*m_pcm_buffer)->RegisterCallback(m_pcm_buffer, sReadPcmBufferCbFun, this);
if (CheckError(result, "Register Callback Interface")) return false;
LOGI(TAG, "OpenSL ES init success")
return true;
}播放器的初始化比较麻烦一些，不过都是根据前面介绍的初始化流程，按部就班。
配置数据源、输出器、以及初始化后，获取播放接口、音量调节接口等。
⚠️ 要注意的是最后一步，即代码中的第【5】。
数据源为 缓冲队列 的时候，需要获取一个缓冲接口，用于将数据填入缓冲区。
那么什么时候填充数据呢？这就是最后注册回调接口的作用。
我们需要注册一个回调函数到播放器中，当播放器中的数据播放完，就会回调这个方法，告诉我们：数据播完啦，要填充新的数据了。
sReadPcmBufferCbFun是一个静态方法，可以推测出，OpenSL ES播放音频内部是一个独立的线程，这个线程不断的读取缓冲区的数据，进行渲染，并在数据渲染完了以后，通过这个回调接口通知我们填充新数据。
- 实现播放
启动
OpenSL ES渲染很简单，只需调用播放器的播放接口，并且往缓冲区压入一帧数据，就可以启动渲染流程。
如果是播放一个 sdcard 的 pcm 文件，那只要在回调方法 sReadPcmBufferCbFun 中读取一帧数据填入即可。
但是，在我们这里没有那么简单，还记得我们的 BaseDeocder 中启动了一个解码线程吗？而 OpenSL ES 渲染也是一个独立的线程，因此，在这里变成两个线程的数据同步问题。
当然了，也可以将
FFmpeg做成一个简单的解码模块，在OpenSL ES的渲染线程实现解码播放，处理起来就会简单得多。
为了解码流程的统一，这里将会采用两个独立线程。
i. 开启播放等待
上面已经提到，播放和解码是两个所以数据需要同步，因此，在初始化为 OpenSL 以后，不能马上开始进入播放状态，而是要等待解码数据第一帧，才能开始播放。
这里，通过线程的等待方式，等待数据。
在前面的 InitRender 方法中，首先初始化了 OpenSL ，在这方法的最后，我们让播放进入等待状态。
// opensl_render.cpp
OpenSLRender::OpenSLRender() {
}
OpenSLRender::~OpenSLRender() {
}
void OpenSLRender::InitRender() {
if (!CreateEngine()) return;
if (!CreateOutputMixer()) return;
if (!ConfigPlayer()) return;
// 开启线程，进入播放等待
std::thread t(sRenderPcm, this);
t.detach();
}
void OpenSLRender::sRenderPcm(OpenSLRender *that) {
that->StartRender();
}
void OpenSLRender::StartRender() {
while (m_data_queue.empty()) {
WaitForCache();
}
(*m_pcm_player)->SetPlayState(m_pcm_player, SL_PLAYSTATE_PLAYING);
sReadPcmBufferCbFun(m_pcm_buffer, this);
}
/**
* 线程进入等待
*/
void OpenSLRender::WaitForCache() {
pthread_mutex_lock(&m_cache_mutex);
pthread_cond_wait(&m_cache_cond, &m_cache_mutex);
pthread_mutex_unlock(&m_cache_mutex);
}
/**
* 通知线程恢复执行
*/
void OpenSLRender::SendCacheReadySignal() {
pthread_mutex_lock(&m_cache_mutex);
pthread_cond_signal(&m_cache_cond);
pthread_mutex_unlock(&m_cache_mutex);
}最后的 StartRender() 方法是真正被线程执行的方法，进入该方法，首先判断数据缓冲队列是否有数据，没有则进入等待，直到数据到来。
其中，m_data_queue 是自定义的数据缓冲队列，如下:
// opensl_render.h
class OpenSLRender: public AudioRender {
private:
/**
* 封装 PCM 数据，主要用于实现数据内存的释放
*/
class PcmData {
public:
PcmData(uint8_t *pcm, int size) {
this->pcm = pcm;
this->size = size;
}
~PcmData() {
if (pcm != NULL) {
//释放已使用的内存
free(pcm);
pcm = NULL;
used = false;
}
}
uint8_t *pcm = NULL;
int size = 0;
bool used = false;
};
// 数据缓冲列表
std::queue<PcmData *> m_data_queue;
// 省略其他...
}ii. 数据同步与播放
接下来，就来看看如何尽心数据同步与播放。
初始化 OpenSL 的时候，在最后注册了播放回调接口 sReadPcmBufferCbFun，首先来看看它的实现。
// opensl_render.cpp
void OpenSLRender::sReadPcmBufferCbFun(SLAndroidSimpleBufferQueueItf bufferQueueItf, void *context) {
OpenSLRender *player = (OpenSLRender *)context;
player->BlockEnqueue();
}
void OpenSLRender::BlockEnqueue() {
if (m_pcm_player == NULL) return;
// 先将已经使用过的数据移除
while (!m_data_queue.empty()) {
PcmData *pcm = m_data_queue.front();
if (pcm->used) {
m_data_queue.pop();
delete pcm;
} else {
break;
}
}
// 等待数据缓冲
while (m_data_queue.empty() && m_pcm_player != NULL) {// if m_pcm_player is NULL, stop render
WaitForCache();
}
PcmData *pcmData = m_data_queue.front();
if (NULL != pcmData && m_pcm_player) {
SLresult result = (*m_pcm_buffer)->Enqueue(m_pcm_buffer, pcmData->pcm, (SLuint32) pcmData->size);
if (result == SL_RESULT_SUCCESS) {
// 只做已经使用标记，在下一帧数据压入前移除
// 保证数据能正常使用，否则可能会出现破音
pcmData->used = true;
}
}
}当 StartRender() 等待到缓冲数据的到来时，就会通过以下方法启动播放
(*m_pcm_player)->SetPlayState(m_pcm_player, SL_PLAYSTATE_PLAYING);
sReadPcmBufferCbFun(m_pcm_buffer, this);这时候，经过一层层调用，最后调用的是 BlockEnqueue() 方法。
在这个方法中，
首先，将 m_data_queue 中已经使用的数据先删除，回收资源；
接着，判断是否还有未播放的缓冲数据，没有则进入等待；
最后，通过 (*m_pcm_buffer)->Enqueue() 方法，将数据压入 OpenSL 队列。
⚠️ 注：在接下来的播放过程中，OpenSL 只要播放完数据，就会自动回调 sReadPcmBufferCbFun 重新进入以上的播放流程。
- 压入数据，开启播放
以上是整个播放的流程，最后还有关键的一点，来开启这个播放流程，那就是 AudioRender 定义的渲染播放接口 void Render(uint8_t *pcm, int size)。
// opensl_render.cpp
void OpenSLRender::Render(uint8_t *pcm, int size) {
if (m_pcm_player) {
if (pcm != NULL && size > 0) {
// 只缓存两帧数据，避免占用太多内存，导致内存申请失败，播放出现杂音
while (m_data_queue.size() >= 2) {
SendCacheReadySignal();
usleep(20000);
}
// 将数据复制一份，并压入队列
uint8_t *data = (uint8_t *) malloc(size);
memcpy(data, pcm, size);
PcmData *pcmData = new PcmData(pcm, size);
m_data_queue.push(pcmData);
// 通知播放线程推出等待，恢复播放
SendCacheReadySignal();
}
} else {
free(pcm);
}
}其实很简单，就是把解码得到的数据压入队列，并且发送数据缓冲准备完毕信号，通知播放线程可以进入播放了。
这样，就完成了整个流程，总结一下：
- 初始化
OpenSL，开启「开始播放等待线程」，并进入播放等待； - 将数据压入缓冲队列，通知播放线程恢复执行，进入播放；
- 开启播放时，将
OpenSL设置为播放状态，并压入一帧数据； -
OpenSL播放完一帧数据后，自动回调通知继续压入数据； - 解码线程不断压入数据到缓冲队列；
- 在接下来的过程中，「OpenSL ES 播放线程」和「FFMpeg 解码线程」会同时执行，重复「2 ～ 5 」，并且在数据缓冲不足的情况下，「播放线程 」会等待「解码线程」压入数据后，再继续执行，直到完成播放，双方退出线程。
三、整合播放
上文中，已经完成 OpenSL ES 播放器的相关功能，并且实现了 AudioRander 中定义的接口，只要在 AudioDecoder 中正确调用就可以了。
如何调用也已经在第一节中介绍，现在只需把它们整合到 Player 中，就可以实现音频的播放了。
在播放器中，新增音频解码器和渲染器：
//player.h
class Player {
private:
VideoDecoder *m_v_decoder;
VideoRender *m_v_render;
// 新增音频解码和渲染器
AudioDecoder *m_a_decoder;
AudioRender *m_a_render;
public:
Player(JNIEnv *jniEnv, jstring path, jobject surface);
~Player();
void play();
void pause();
};实例化音频解码器和渲染器：
// player.cpp
Player::Player(JNIEnv *jniEnv, jstring path, jobject surface) {
m_v_decoder = new VideoDecoder(jniEnv, path);
m_v_render = new NativeRender(jniEnv, surface);
m_v_decoder->SetRender(m_v_render);
// 实例化音频解码器和渲染器
m_a_decoder = new AudioDecoder(jniEnv, path, false);
m_a_render = new OpenSLRender();
m_a_decoder->SetRender(m_a_render);
}
Player::~Player() {
// 此处不需要 delete 成员指针
// 在BaseDecoder中的线程已经使用智能指针，会自动释放
}
void Player::play() {
if (m_v_decoder != NULL) {
m_v_decoder->GoOn();
m_a_decoder->GoOn();
}
}
void Player::pause() {
if (m_v_decoder != NULL) {
m_v_decoder->Pause();
m_a_decoder->Pause();
}
}