Android audio音频流数据异常问题怎么解决

这篇文章主要介绍“Androidaudio音频流数据异常问题怎么解决”的相关知识，小编通过实际案例向大家展示操作过程，操作方法简单快捷，实用性强，希望这篇“Androidaudio音频流数据异常问题怎么解决”文章能帮助大家解决问题。在 Android 系统的开发过程当中，音频异常问题通常有如下几类，无声，调节不了声音，爆音，声音卡顿，声音效果异常（忽大忽小，低音缺失等）等。尤其声音效果这部分问题通常从日志上信息量较少，相对难定位根因。想要分析此类问题，便需要对声音传输链路有一定的了解，能够在链路中对各节点的音频流进行采集，通过对比分析音频流的实际效果来缩小问题范围，找出原因。网上已经有很多音频框架图和相关的大致介绍，这里就不再赘述，只分享下音频流的传输链路，和我们可以重点其中的哪些关键节点，来帮助我们快速定位问题。抓取音频链路当中的音频数据是分析声音异常问题的有效方法，通过抓取不同节点的声音数据，可以帮助我们快速定位问题发生的原因。下面先来看一张安卓官方的音频系统框架图：Audio 音频数据流整体上经过 APP，framework，hal，kernel driver四个部分，从应用端发起，不管调用 audio 还是 media 接口，最终还是会由 AudioTrack 将数据往下传，经由 AudioFlinger 启动 MixThread 或 DirectThread 等，将多个 APP 的声音混合到一起，将声音传输到 hal 层。系统会根据音频流类型 stream 和音频策略 strategy 来选择对应的 output，从而找到对应的 module，将音频数据传输给 hal 层音频库 so 做声音相关的处理并传给 audio driver。音频流传输路径图：从上述的音频流流程可以看到，我们首先要确认，当前音频流是经由哪一个 hal 层库做处理，是 primary，usb 还是三方 so 等，然后可以在对应的节点抓取相应的音频信息分析。可以根据自己的需要在音频流的部分节点埋下相应的 dump 指令，将 pcm 写入到相应的节点当中。  AudioTrack：应用写入音频流的起点，有 MODE_STATIC 和 MODE_STREAM 模式，通过 write 接口将数据写入。此节点写入的数据是由应用层最原始的音频数据。   AudioFlinger：负责启动线程完成各个应用的混音，音频流声音调节等工作。设备同时可能存在多个应用播放声音，这时便需要将各个应用的声音混合在一起，并且做音量的调节。例如在车载场景中，音乐应用播放歌曲和地图应用语音导航的声音需要同时存在，便使用到了混音的功能，当导航语音响起时，歌曲声音有一个明显的变小，便可以设置音频流的音量。   audio_hw_hal：hal 层音频处理的入口，为 Android 原生逻辑，各厂家需要按照规范实现其中的音频设置等接口，声明 HAL_MODULE_INFO_SYM 结构体，实现 legacy_adev_open 方法，承接起连接 framework 和 audio driver 的作用，完成一些音效算法等逻辑处理。AudioStreamOut：和 audio_hw_hal 一样，是Android 给厂家提供的通用类，厂家在实现自己的通用库实现时需要可以按照谷歌规范，然后在相应的音频处理接口中实现自己的对音频流做音效，增益等处理。audio_hw_hal.cpp 代码如下，不同厂家这里的实现略有差异，这里只截取部分 AOSP 源码。从音频流传输路径图可以看到，如何找到是哪一个音频 so 处理声音也是至关重要的。我们知道，系统对于应用层曝光的其实只有通道类型。举个例子：当用户打电话时，可以使用通话通道 STREAM_VOICE_CALL，当用户播放视频时，可以使用媒体通道 STREAM_MUSIC，当发送通知时，可以使用 STREAM_NOTIFICATION。那传入这些通道的声音数据，又是怎么最终流向到具体的硬件输出设备呢？以媒体通道为例，当应用层将音频数据往 MUSIC 通道写入时，系统便会根据 StreamType 来生成相应的audio_attributes_t（.usage = AUDIO_USAGE_MEDIA, .content_type = AUDIO_CONTENT_TYPE_MUSIC}）再通过 audio_attributes_t 来获取对应的 ProductStrategy（STRATEGY_MEDIA），最后在拿到对应的 outputDevice。Android 原生逻辑outputDevice 的选择在 Engine.cpp 上，会具体根据当前设备是否有接蓝牙，耳机等外设，按照优先级来选择相应的外设设备作为输出，可能是耳机 （AUDIO_DEVICE_OUT_WIRED_HEADSET），听筒（AUDIO_DEVICE_OUT_EARPIECE），喇叭（AUDIO_DEVICE_OUT_SPEAKER）等。具体可以看 getDeviceForStrategyInt 方法。通过以上分析，我们知道了音频会流向哪个输出设备，那么下一个问题来了，是由谁负责传输和对音频数据做最后的处理呢？这里就需要看音频设备的策略文件，还是以媒体通道为例，假设设备没有接任何外接设备，选择的 outputDevice 是 AUDIO_DEVICE_OUT_SPEAKER。接下来就要看哪个 output so 支持 AUDIO_DEVICE_OUT_SPEAKER，符合度最高的 output so 将会负责数据传输，最终经由 tinyalsa 写入到 pcm 节点中。不同的 Android 版本在配置文件上会有些许差异，可能放置在 *audio_policy_configuration.xml 中，有些在 audio_policy.conf 中。有用户反馈使用优酷视频播放视频时，概率性出现声音忽大忽小的问题，一旦出现就是在播放指定音频时是必现的。接下来联系用户帮提供设备的日志信息和操作步骤，按照用户操作来复现问题，通过 demo 还原用户环境参数便能复现。 首先分析确认发现在这个过程中声音音量均无变化，所以初步怀疑可能是和音频流数据出现异常有关。在上图中数字有标识的5个点中分别抓取音频，使用 Audacity 导入音频文件来进行分析，发现位置4的音频正常，而位置5的音频出现了声音异常的现象。具体见下图：所以便可以确认在音频数据经过 hal 层音效处理前是正常等，经过音效处理后，在某些特殊的声音数据下，音效库缩小了声音的幅值，从而导致声音的异常。为了实锤是音效库 so 导致的问题，通过关闭音效库的功能，最终发现声音忽大忽小的问题消失了。从以上尝试的结果综合分析可以确认，是音效 so 库对通道声音进行处理时影响到了原有声音的功能。通过修改 so 库最终来解决这个问题。有用户反馈说是打开应用A播放视频正常，然后直接返回到 home 目录，应用A后台播放时会出现断音的现象。声音卡顿，录音掉帧类的现象在声音问题中非常常见。从现象上来看，就是用户切换到后台时没有暂停播放，视频在后台播放时出现。老规矩，我们先分析相关 log，通过日志分析发现，当问题出现时，日志上频繁打印 get null buffer 的信息。所以怀疑是否是音频数据丢失导致的。dump 音频数据抓取到系统混音后输出到输出设备的原始音频，可以帮助实锤上层系统传下来的数据是否正常。于是发现位置3的音频如下：从抓取到的音频可以看到，在后台异常播放时，在该时间段内会出现明显音频丢帧的现象。接下来要看看是在哪一块出现了丢帧。进一步分析 audioTrack 传下来的数据，出现了丢失掉一部分音频的现象，时长相当于原音频的一半。基于此，为了实锤是应用A传下来的数据就有缺失，从日志信息跟踪，决定在 audioTrack 上加日志信息来看，发现当切换到后台时，audioTrack 每次还是写 4096 个 byte ，但是写数据的频率降低了一半。   正常：28.600-27.546=1.054 44次 间隔 1.054/43= 0.0245秒/次。   异常：40.839-39.804=1.035 22次 间隔 1.035/21= 0.0493秒/次。考虑到这一块是否是和后台进程的优先级相关。当进程降低时导致了写数据的线程能够拿到的CPU资源变小，出现了断音的问题。通过和其他型号的平板对比发现，各厂家 Android 10 的平板大部分均有此问题，而 android7 和 android 8 的平板就没有这个问题。基于以上情况，更加怀疑是和 android 的特性相关，可能是新的 android 平板针对后台线程优先级做了处理，目的也很明确，就是限制后台应用的活跃程度，来保证设备性能。此时进一步分析最终发现是和 TimerSlackHigh 的参数相关。system/core/libprocessgroup/profiles/task_profiles.json：该参数影响了应用后台线程 sleep/wait 之间所消耗免费云主机域名的时间。可以看到，当应用从前台切换到后台时，这个时间从50 微秒上调到 40 毫秒。从而导致写入音频数据量大大减少。通过修改参数可以解决，但是提高后台线程的活跃度，很可能影响到整体性能，因此不作处理。最终像用户解释，切换后台时可以手动停止播放视频，同时反馈给应用，由应用规范应用流程，起后台进程来做单独处理。关于“Androidaudio音频流数据异常问题怎么解决”的内容就介绍到这里了，感谢大家的阅读。如果想了解更多行业相关的知识，可以关注百云主机行业资讯频道，小编每天都会为大家更新不同的知识点。

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