理解Android音频焦点

Posted 2021-05-23 zhanghui_cuc

在android系统中可能会有多个应用程序会播放音频，所以需要考虑他们之间该如何交互，为了避免多个应用程序同时播放音乐，Android 系统使用音频焦点来进行统一管理，即只有获得了音频焦点的应用程序才可以播放音乐。

我们的应用在开始播放音频文件前，首先应该请求获得音频焦点，并且应该同时注册监听音频焦点的丢失通知，即如果音频焦点被系统或其他的应用程序抢占时，应该做出什么响应。

“音频焦点”这个翻译可能有点难以理解。其实audio focus的本意是说用户在同一时刻只能聚焦（focus on）在一个音频流的播放上，不可能同时听两个播放的音频流，由此演化出了audio focus的概念。

Android平台上的音频焦点分为以下四类
AudioManager#AUDIOFOCUS_GAIN 永久性的音频焦点。
AudioManager#AUDIOFOCUS_GAIN_TRANSIENT 暂时性的音频焦点。
AudioManager#AUDIOFOCUS_GAIN_TRANSIENT_MAY_DUCK 请求附带“降低音量”的暂时性焦点，表示您只希望在短时间内播放音频，并允许前一个持有焦点的应用在降低其音量输出的情况下继续播放，也就是允许两个音频流同时出声。特别适合于语音导航、语音助手的场景使用。
AudioManager#AUDIOFOCUS_GAIN_TRANSIENT_EXCLUSIVE 请求暂时性的音频焦点，同时不希望系统播放任何其他音频，常用于录音或者需要做语音识别的场景。

因为每个焦点类型都是以整型定义的，所以可以通过抓日志adb logcat | egrep -i focus来从日志判断某个应用申请的是什么类型的音频焦点。比如我就发现google的语音助手申请的是AUDIOFOCUS_GAIN_TRANSIENT_MAY_DUCK类型的焦点，而国内某语音助手申请的就是AUDIOFOCUS_GAIN_TRANSIENT类型的焦点。

关于音频焦点的申请，在API 26之后有了变化。可以直接做一个工具类，专门处理音频焦点的申请和释放，基本代码如下

    private int requestFocus26() {
        if (focusRequest == null) {
            AudioFocusRequest.Builder builder = new AudioFocusRequest.Builder(focusType);
            focusRequest= builder.setAudioAttributes(attributes)
                            .setWillPauseWhenDucked(true)//看函数名字貌似是在其他应用申请AUDIOFOCUS_GAIN_TRANSIENT_MAY_DUCK类型的焦点时，决定当前应用是否要暂停音频播放。但其实这里有一个小坑，就是这个方法名字很有迷惑性，它其实是告诉系统使用你定义的回调来处理duck事件，而不是执行自动降低音量，也不是直接执行暂停。
                            .setOnAudioFocusChangeListener(focusListener)
                            .build();
        }
        return audioManager.requestAudioFocus(focusRequest);
    }

    private void abandonFocus26() {
        if (focusRequest != null) {
            audioManager.abandonAudioFocusRequest(focusRequest);
        }
    }

    public void requestFocus() {
        if (!hasFocus) {//音频焦点千万不要重复申请
            int ret;
            if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.O) {
                ret = requestFocus26();
            } else {
                ret = audioManager.requestAudioFocus(
                            focusListener,
                            AudioManager.STREAM_MUSIC,
                            focusType);
            }
            hasFocus = ret == AudioManager.AUDIOFOCUS_REQUEST_GRANTED;
        }
    }

    public void abandonFocus() {
        if (!hasFocus) return;
        if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.O) {
            abandonFocus26();
        } else {
            audioManager.abandonAudioFocus(focusListener);
        }
        hasFocus = false;
    }

与四种音频焦点对应的是四种音频焦点通知事件
AUDIOFOCUS_LOSS 永远失去焦点，此时应该abandonFocus。
AUDIOFOCUS_LOSS_TRANSIENT 暂时失去焦点，不用abandonFocus。
对于以上两种事件，都应该暂停当前应用的音频播放。
AUDIOFOCUS_LOSS_TRANSIENT_CAN_DUCK 暂时失去焦点，但是可以不用暂停播放，只用降低音量即可。
AUDIOFOCUS_GAIN 获得音频焦点。如果之前因为失去焦点而暂停播放，此时可以恢复播放。

最后说一下audio focus的实现原理：它利用了栈的数据结构。

栈顶的使用者拥有AudioFocus，在申请AudioFocus成功时，申请者被放置在栈顶，同时，通知之前在栈顶的使用者，告诉它新的申请者抢走了AudioFocus。当释放AudioFocus时，使用者将从栈中被移除。如果这个使用者位于栈顶，则表明释放前它拥有AudioFocus，因此AudioFocus将被返还给新的栈顶。

相关的代码可以参考frameworks/base/services/core/java/com/android/server/audio/MediaFocusControl.java
代码分析可以参考这里。