Android原生音量控制

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按音量键弹出的界面:alps\frameworks\base\packages\SystemUI\res\layout\volume_dialog.xml

本文主要涉及AudioService。还是基于5.1.1版本的代码。 
AudioService.java文件位于/framework/base/media/java/android/media/下。


音量控制是AudioService最重要的功能之一。先总结一下:

  • AudioService音量管理的核心是VolumeStreamState。它保存了一个流类型所有的音量信息。
  • VolumeStreamState保存了运行时的音量信息,而音量的生效则是在底层AudioFlinger完成的。所以进行音量设置需要做两件事情:更新VolumeStreamState存储的音量值,设置音量到Audio底层系统。
  • VolumeDeathHandler是VolumeStreamState的一个内部类。它的实例对应在一个流类型上执行静音操作的一个客户端,是实现静音功能的核心对象。

音量定义

Andorid5.1在AudioSystem.java定义了有10种流类型。每种流类型的音量都是相互独立的,Android也在AudioService.java定义了几个数组:MAX_STREAM_VOLUME(最大音量),DEFAULT_STREAM_VOLUME(默认音量大小),STREAM_VOLUME_ALIAS_VOICE(映射的流类型)。 
虽然Android5.1中拥有10种流类型,但是为了便于使用,android通过判断设备的类型,去映射具体流类型。Android5.1在AudioSystem.java中提供了3个设备(DEFAULT,VOICE,TELEVISION)作为可选择项,分别去映射我们具体的音频流类型。其中,DEFAULT和VOICE类型的音频映射是一致的。

这里写图片描述

所以,从上表中可以看出,在手机设备当中,我们当前可调控的流类型音量其实只有5个,当你想调节STREAM_SYSTEM,STREAM_NOTIFICATION等流类型的音量时,实际上是调节了STREAM_RING的音量。当前可控的流类型可以通过下表更直观地显示:

这里写图片描述


音量键处理流程

这里写图片描述

  • 音量键处理流程的发起者是PhoneWindow。
  • AudioManager仅仅起到代理的作用。
  • AudioService接受AudioManager的调用请求,操作VolumeStreamState的实例进行音量的设置。
  • VolumeStreamState负责保存音量设置,并且提供了将音量设置到底层的方法。
  • AudioService负责将设置结果以广播的形式通知外界。

先看到AudioService的adjustSuggestedStreamVolume()方法。 
第一个参数direction指示了音量的调整方向,1为增大,-1为减小;第二个参数suggestedStreamType表示要求调整音量的流类型;第三个参数flags,其实是在AudioManager在handleKeyDown()中设置了两个flags,分别是FLAG_SHOW_UI和FLAG_VIBRATE。前者告诉AudioService需要弹出一个音量控制面板。而在handleKeyUp()里设置了FLAG_PLAY_SOUND,这是为什么在松开音量键后”有时候“(在特定的流类型下,且没有处于锁屏状态)会有一个提示音。

    // 1.确定要调整音量的流类型  2.在某些情况下屏蔽FLAG_PLAY_SOUND 3.调用adjustStreamVolume()
    private void adjustSuggestedStreamVolume(int direction, int suggestedStreamType, int flags, String callingPackage, int uid) {
        ......
        //从这一小段代码中可以看出,在AudioService中还有地方可以强行改变音量键控制的流类型。
        //mVolumeControlStream是VolumePanel通过forceVolumeControlStream()设置的,
        //VolumePanel显示时会调用forceVolumeControlStream强制后续的音量键操作固定为促使它显示的那个流类型,
        //并在它关闭时取消这个强制设置,设值为-1
        if (mVolumeControlStream != -1) { 
            streamType = mVolumeControlStream;
        } else {
            //通过getActiveStreamType()函数获取要控制的流类型,这里根据建议的流类型与AudioService的实际情况,返回一个值
            streamType = getActiveStreamType(suggestedStreamType);
        }
        final int resolvedStream = mStreamVolumeAlias[streamType];
        ......
        adjustStreamVolume(streamType, direction, flags, callingPackage, uid);
    }
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接着看看adjustStreamVolume()

    private void adjustStreamVolume(int streamType, int direction, int flags,
            String callingPackage, int uid) {
        ......
        ensureValidDirection(direction); //确认一下调整的音量方向
        ensureValidStreamType(streamType); //确认一下调整的流类型  
        int streamTypeAlias = mStreamVolumeAlias[streamType];//获取streamType映射到的流类型
        //VolumeStreamState类,保存与一个流类型所有音量相关的信息
        VolumeStreamState streamState = mStreamStates[streamTypeAlias];
        final int device = getDeviceForStream(streamTypeAlias);
        int aliasIndex = streamState.getIndex(device);//获取当前音量
        ......

            //rescaleIndex用于将音量值的变化量从源流类型变换到目标流类型下,
            //由于不同的流类型的音量调节范围不同,所以这个转换是必需的
            step = rescaleIndex(10, streamType, streamTypeAlias);
        }
        ......

            final int result = checkForRingerModeChange(aliasIndex, direction, step);
            adjustVolume = (result & FLAG_ADJUST_VOLUME) != 0; //布尔变量,用来表示是否有必要继续设置音量值
        ......

        int oldIndex = mStreamStates[streamType].getIndex(device);//取出调整前的音量值。这个值会在sendVolumeUpdate()调用

        if (adjustVolume && (direction != AudioManager.ADJUST_SAME)) {
        ......

            if ((direction == AudioManager.ADJUST_RAISE) &&
                    !checkSafeMediaVolume(streamTypeAlias, aliasIndex + step, device)) {
                Log.e(TAG, "adjustStreamVolume() safe volume index = "+oldIndex);
                mVolumeController.postDisplaySafeVolumeWarning(flags);
             //判断streamState.adjustIndex返回值,如果音量值在调整之后并没有发生变化,比如到了最大值,就不需要继续后面的操作了
            } else if (streamState.adjustIndex(direction * step, device)) {
                //这个消息将把音量设置到底层去,并将其存储到Settingsprovider中
                sendMsg(mAudioHandler,
                        MSG_SET_DEVICE_VOLUME,
                        SENDMSG_QUEUE,
                        device,
                        0,
                        streamState,
                        0);
            }
        ......

        int index = mStreamStates[streamType].getIndex(device);
        sendVolumeUpdate(streamType, oldIndex, index, flags);// 通知外界音量值发生了变化
    }
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总结一下这个函数:

  • 计算按下音量键的音量步进值。这个步进值是10而不是1。在VolumeStreamState中保存的音量值是其实际值的10倍,这是为了在不同流类型之间进行音量转化时能够保证一定精度的一种实现。可以理解为在转化过程中保留了小数点后一位的精度。
  • 检查是否需要改变情景模式。checkForRingerModeChange()和情景模式有关。
  • 调用adjustIndex()更改VolumeStreamState对象中保存的音量值。
  • 通过sendMsg()发送消息MSG_SET_DEVICE_VOLUME到mAudioHandler。
  • 调用sendVolumeUpdate()函数,通知外界音量值发生了变化。

下面将分析adjustIndex()、MSG_SET_DEVICE_VOLUME消息的处理和sendVolumeUpdate()。

先看到VolumeStreamState类的adjustIndex()

        //更改VolumeStreamState对象中保存的音量值
        public boolean adjustIndex(int deltaIndex, int device) {
            return setIndex(getIndex(device) + deltaIndex, device);// 将现有的音量值加上变化量,然后调用setIndex进行设置
        }

        public boolean setIndex(int index, int device) {
        ......

                mIndex.put(device, index);//保存设置的音量值

                if (oldIndex != index) {
                    //同时设置所有映射到当前流类型的其他流的音量
                    boolean currentDevice = (device == getDeviceForStream(mStreamType));
                    int numStreamTypes = AudioSystem.getNumStreamTypes();
                    for (int streamType = numStreamTypes - 1; streamType >= 0; streamType--) {
                        if (streamType != mStreamType &&
                                mStreamVolumeAlias[streamType] == mStreamType) {
                            int scaledIndex = rescaleIndex(index, mStreamType, streamType);
                            mStreamStates[streamType].setIndex(scaledIndex,
                                                               device);
                            if (currentDevice) {
                                mStreamStates[streamType].setIndex(scaledIndex,
                                                                   getDeviceForStream(streamType));
                            }
                        }
                    }
                    return true;
                } else {
                    return false;
                }
            }
        }
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可以看出,VolumeStreamState.adjustIndex()除了更新自己所保存的音量值外,没有做其他的事情。接下来看看MSG_SET_DEVICE_VOLUME消息处理做了什么。

case MSG_SET_DEVICE_VOLUME:
     setDeviceVolume((VolumeStreamState) msg.obj, msg.arg1);
     break;
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        private void setDeviceVolume(VolumeStreamState streamState, int device) {
            synchronized (VolumeStreamState.class) {     
                streamState.applyDeviceVolume_syncVSS(device);//这个函数会调用AudioSystem.setStreamVolumeIndex(),
                //到这,音量就被设置到底层的AudioFlinger中

                // 对所有流应用更改,使用此别名作为别名。处理流音量映射的情况
                int numStreamTypes = AudioSystem.getNumStreamTypes();
                for (int streamType = numStreamTypes - 1; streamType >= 0; streamType--) {
                   ......

            }
            //发送消息,其处理函数将会调用persitVolume()函数,这将会把音量的设置信息存储到SettingsProvide中。
            //Audioservice在初始化时,将会从SettingsProvide中将音量设置读取出来并进行设置
            sendMsg(mAudioHandler,
                    MSG_PERSIST_VOLUME,
                    SENDMSG_QUEUE,
                    device,
                    0,
                    streamState,
                    PERSIST_DELAY);

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最后看到sendVolumeUpdate()

    // UI update and Broadcast Intent
    private void sendVolumeUpdate(int streamType, int oldIndex, int index, int flags) {
        //判断设备是否拥有通话功能。对没有通话能力的设备来说,RING流类型自然也就没有意义了。这句话应该算是一种从语义操作上进行的保护
        if (!isPlatformVoice() && (streamType == AudioSystem.STREAM_RING)) { 
            streamType = AudioSystem.STREAM_NOTIFICATION;                    
        }

        if (streamType == AudioSystem.STREAM_MUSIC) {
            flags = updateFlagsForSystemAudio(flags);
        }
        mVolumeController.postVolumeChanged(streamType, flags);//最后将显示系统音量条的提示框

        if ((flags & AudioManager.FLAG_FIXED_VOLUME) == 0) {
            oldIndex = (oldIndex + 5) / 10; //+5的意义是实现四舍五入;除以10是因为存储时先乘了10,转换过程中保留小数点后一位的精度
            index = (index + 5) / 10;
            Intent intent = new Intent(AudioManager.VOLUME_CHANGED_ACTION);
            intent.putExtra(AudioManager.EXTRA_VOLUME_STREAM_TYPE, streamType);
            intent.putExtra(AudioManager.EXTRA_VOLUME_STREAM_VALUE, index);
            intent.putExtra(AudioManager.EXTRA_PREV_VOLUME_STREAM_VALUE, oldIndex);
            sendBroadcastToAll(intent);
        }
    }
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mVolumeController.postVolumeChanged()方法将会调用到mController.volumeChanged()方法,通过AIDL将调用到VolumeUI.java文件中的VolumeController.volumeChanged()方法,最后将会调用mPanel.postVolumeChanged更新系统音量条的UI,这里就是VolumePanel的内容啦,具体可看上一篇文章系统音量条


通过音量设置函数setStreamVolume()

除了音量键调节音量以外,还可以通过系统设置中进行调节。 
控件会根据当初的音量和模式去调用AudioManager的adjustStreamVolume(静音或震动模式)或setStreamVolume(普通模式)去调整相对应的音量。 
AudioManager.setStreamVolume()是系统设置界面中调整音量所使用的接口。

    private void setStreamVolume(int streamType, int index, int flags, String callingPackage,
            int uid) {
        ......

        ensureValidStreamType(streamType);//先判断一下流类型这个参数的有效性
        int streamTypeAlias = mStreamVolumeAlias[streamType];//对这个数组进行流类型的转换
        VolumeStreamState streamState = mStreamStates[streamTypeAlias];

        final int device = getDeviceForStream(streamType);//获取当前流将使用哪一个音频设备进行播放。最终会被调用到AudioPolicyService中
        ......

            oldIndex = streamState.getIndex(device);//获取当前流的音量

            index = rescaleIndex(index * 10, streamType, streamTypeAlias);//将原流类型下的音量值映射到目标流类型下的音量值
            ......

            if (!checkSafeMediaVolume(streamTypeAlias, index, device)) {
                mVolumeController.postDisplaySafeVolumeWarning(flags);
                mPendingVolumeCommand = new StreamVolumeCommand(
                                                    streamType, index, flags, device);
            } else {
                onSetStreamVolume(streamType, index, flags, device);//将调用setStreamVolumeInt()方法
                index = mStreamStates[streamType].getIndex(device);//获取设置结果
            }
        }
        sendVolumeUpdate(streamType, oldIndex, index, flags);//通知外界音量发生了变化
    }
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onSetStreamVolume()方法主要就是调用了setStreamVolumeInt()方法,下面看下setStreamVolumeInt()

    private void setStreamVolumeInt(int streamType, int index, int device, boolean force) {
        VolumeStreamState streamState = mStreamStates[streamType];

        if (streamState.setIndex(index, device) || force) { //调用streamState.setIndex(),更改VolumeStreamState对象中保存的音量值
            //这个消息将把音量设置到底层去,并将其存储到Settingsprovider中
            sendMsg(mAudioHandler,
                    MSG_SET_DEVICE_VOLUME,
                    SENDMSG_QUEUE,
                    device,
                    0,
                    streamState,
                    0);
        }
    }
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仔细一看,会发现这与上面音量键控制音量的adjustStreamVolume()函数的代码很类似,主要都是调用了那几个方法。


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