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发布日期:2014年12月07日
Android MediaRecorder架构详解
1. 简介
在android中录制音频有两种方式,MediaRecorder和AudioRecord。两者的区别如下:
(1) MediaRecorder
简单方便,不需要理会中间录制过程,结束录制后可以直接得到音频文件进行播放;录制的音频文件是经过压缩的,需要设置编码器;录制的音频文件可以用系统自带的播放器播放。
(2) AudioRecorder
在声音录制过程中,可以处理采集的声音数据,如降噪、合成等。过程为一段一段进行录制然后得到数据分别进行处理。录制的是PCM格式的音频文件,需要用AudioTrack来播放,AudioTrack更接近底层。

本文主要详解MediaRecorder架构,从上层调到StagefrightRecorder的流程以及应用层录音接口调用的流程。(注:本次分析基于android4.4.2源码)

 

2. 应用层录音接口调用流程

(1)     调用new MediaRecorder()构造函数得到实例。

(2)     调用setOutputFormat()设定媒体文件的输出格式。

(3)     调用setAudioSource()设定音频的录入源以及调用setAudioEncoder()设定音频的编码方式。

(4)     调用setOutputFile()设定记录的媒体文件保存的路径。

(5)     调用prepare()准备录制。

(6)     调用start()开始录制。

(7)     记录完成后,调用stop()停止录制。

 

3. 应用层调到StagefrightRecorder的流程

如图1所示,MediaRecorder在运行时,可以分成Client和Server两个部分,它们分别在两个进程中运行,它们之间使用Binder机制实现IPC通讯。

  

 图1 录音从Java层调到StagefrightRecorder的流程图

 

(1) 手机启动时会启动进程/system/bin/mediaserver。该进程会把media相关服务注册到ServiceManager中,如MediaPlayerService。

(/frameworks/av/media/mediaserver/main_mediaserver.cpp)

 

 

 

 

 

 

(/frameworks/av/media/libmediaplayerservice/MediaPlayerService.cpp)

 

 

 

(2)应用层创建MediaRecorder实例:mMediaRecorder = new MediaRecorder(); 调用SDK中MediaRecorder.java

(frameworks\base\media\java\android\media\MediaRecorder.java)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

通过JNI方式调用到framework层android_media_MediaRecorder.cpp。

(\frameworks\base\media\jni\android_media_MediaRecorder.cpp)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(3) 继而调用mediarecorder.cpp的构造函数,它首先会从ServiceManager中获得MediaPlayerService服务,然

后通过服务来创建recorder。这个recorder就是录音的真实实例。

 (frameworks\av\media\libmedia\mediarecorder.cpp)

 

 

 

 

 

 

 

 

(4) 通过getMediaPlayerService得到的service其实是BpMediaPlayerService,它和mediaserver进程中的BnMediaPlayerService是相对应的,共同负责进程间binder通信。BpMediaPlayerService中的createMediaRecorder其实是通过binder机制将CREATE_MEDIA_RECORDER消息发送出去。

(/frameworks/av/media/libmedia/IMediaPlayerService.cpp)

 

 

 

 

 

(5)在BnMediaPlayerService中,通过onTransact()来处理接收到的消息,并返回结果。当接收消息中的code为CREATE_MEDIA_RECORDER时,调用MediaPlayerService 中的createMediaRecorder函数。在该函数中创建了一个MediaRecorderClient的实例,也就是说MediaPlayerService会为每个client应用进程创建一个相应的MediaRecorderClient的实例,来提供服务。

(/frameworks/av/media/libmedia/IMediaPlayerService.cpp)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(/frameworks/av/media/libmediaplayerservice/MediaPlayerService.cpp)

 

 

 

 

(6)如此MediaRecorder.cpp就得到了一个recorder的实例,对它来说这个实例和本地的其他类的实例没什么用法上的区别,但其实这个实例是运行在另外一个进程中。实现这种假象的就是binder机制。在MediaRecorderClient的构造函数中,才会真正的创建StagefrightRecorder的具体实例,即真正的录制对象,使用的StageFright多媒体框架。在android 4.0以后只有StagefrightRecorder一个录制框架。在2.2、2.3中还存在另外一个录制对象PVMediaRecorder,使用的是OpenCore框架实现录音或录像。

(/frameworks/av/media/libmediaplayerservice/MediaRecorderClient.cpp)

 

 

 

 

图2是录音创建实例的时序图

 

图2 录音创建实例的时序图

 

4. Application Framework层与libraries层录音函数对应关系

mMediaRecorder = new MediaRecorder();

mMediaRecorder.setAudioSource(MediaRecorder.AudioSource.MIC);

mMediaRecorder.setOutputFormat(MediaRecorder.OutputFormat.DEFAULT);

mMediaRecorder.setAudioEncoder(MediaRecorder.AudioEncoder.DEFAULT);

mMediaRecorder.setOutputFile(recordFile.getAbsolutePath());

mMediaRecorder.prepare(); 

mMediaRecorder.start();

mMediaRecorder.stop();

mMediaRecorder.release();

 

sp<MediaRecorder> mr = new MediaRecorder();

mr->setAudioSource(1);  //MIC = 1

mr->setOutputFormat(0); //DEFAULT = 0;

mr->setAudioEncoder(0);//DEFAULT = 0;

mr->setOutputFile(fos.getFD(), 0, 0);

mr->prepare();

mr->start();

mr->stop();

mr->release();

 

5. 总结

通过对android mediarecorder架构的详解,了解各模块调用的流程,不仅可以实现在应用层调用录音接口进行录音,还能直接调用libraries层录音接口函数进行C层录音。同时,若需要监控录音,则可以Hook系统进程/system/bin/mediaserver的ioctl函数,从而拦截该进程的binder通信过程,通过解析binder通信数据包,就可以监控到手机中所有录音软件的录音行为。

 

6. 参考资料

[1]Android录音MediaRecorder/AudioRecorder相关总结:

http://www.360doc.com/content/12/0919/19/10764837_237084032.shtml

[2]MediaRecorder和AudioRecord的区别和联系:

http://blog.csdn.net/ameyume/article/details/7885744

[3]MediaRecorder类介绍:http://blog.csdn.net/mark_dev/article/details/7249415

[4]AndroidXRef:http://androidxref.com/

 

周梦婷

2014/12/5