如果只需要完成简单的录音功能，苹果有更高级、方便的接口供开发者使用：AVAudioRecorder，面向对象，不关心细节实现。但是如果开发者想要拿到实时数据并对其进行处理，就要用到Audio Unit Services和Audio Processing Graph Services。下面我会介绍如何使用它们来完成一个最简单的录音DEMO。
AudioSession
首先，我们需要了解下AudioSession这个类。先看下苹果对它的介绍：
iOS handles audio behavior at the app, inter-app, and device levels through audio sessions
iOS通过AudioSession来控制APP中的音频表现，跨应用和硬件设备。按我的理解，它就是用来设定最基础的音频配置的，比如：
1、当耳机被拔出，是否停止音频的播放？
2、本APP的音频播放是否和其他APP的音频实现混音？还是让其他APP的音频暂停？
3、是否允许APP获取麦克风数据？
在本文中，我们需要用到麦克风录音并且播放，调用以下代码，APP就会弹出窗口询问是否允许APP访问麦克风：
AVAudioSession *audioSession = [AVAudioSession sharedInstance];
[audioSession setCategory:AVAudioSessionCategoryPlayAndRecord error:&error];
Audio Processing Graph
先用一张表格（来自苹果文档）介绍下Audio Unit的类型：
| Purpose | Audio units |
|---|---|
| Effect | iPod Equalizer |
| Mixing | 3D Mixer |
| Multichannel Mixer | |
| I/O | Remote I/O |
| Voice-Processing I/O | |
| Generic Output | |
| Format conversion | Format Converter |
7种类型，4个作用：均衡器、混合、输入/输出和格式转换。
在本DEMO中只使用了Remote I/O完成简单的录音和播放功能。
而Audio Unit并不能独立完成工作，需要配合AUGraph来使用。AUGraph是管理者，不同的Unit作为Node添加到AUGraph中去发挥作用，如下图AUGraph管理着Mixer Unit和Remote I/O Unit：
AudioProcessingGraphBeforeEQ_2x.png
声明一个Remote I/O类型的Node，并添加到AUGraph中:
AUNode remoteIONode;
AudioComponentDescription componentDesc; //关于Node的描述
componentDesc.componentType = kAudioUnitType_Output;
componentDesc.componentSubType = kAudioUnitSubType_RemoteIO;
componentDesc.componentManufacturer = kAudioUnitManufacturer_Apple;
componentDesc.componentFlags = 0;
componentDesc.componentFlagsMask = 0;
CheckError(NewAUGraph(&auGraph),"couldn't NewAUGraph"); //创建AUGraph
CheckError(AUGraphOpen(auGraph),"couldn't AUGraphOpen"); //打开AUGraph
CheckError(AUGraphAddNode(auGraph,&componentDesc,&remoteIONode),"couldn't add remote io node");
CheckError(AUGraphNodeInfo(auGraph,remoteIONode,NULL,&remoteIOUnit),"couldn't get remote io unit from node");
Remote I/O Unit
Remote I/O Unit 属于Audio Unit其中之一，是一个与硬件设备相关的Unit，它分为输入端和输出端，如扬声器、麦克风和耳机等。在这里我们需要在录音的同时播放，所以我们要让输入端和输出端的Unit相连，如下图所示：
IO_unit_2x.png
其中Element0代表着输出端，Element1代表输入端；而每个Element又分为Input scope和Output scope。我们具体要做的就是将Element0的Output scope和喇叭接上，Element1的Intput和麦克风接上。代码如下：
UInt32 oneFlag = 1;
CheckError(AudioUnitSetProperty(remoteIOUnit,
kAudioOutputUnitProperty_EnableIO,
kAudioUnitScope_Output,
kOutputBus,
&oneFlag,
sizeof(oneFlag)),"couldn't kAudioOutputUnitProperty_EnableIO with kAudioUnitScope_Output");
CheckError(AudioUnitSetProperty(remoteIOUnit,
kAudioOutputUnitProperty_EnableIO,
kAudioUnitScope_Input,
kInputBus,
&oneFlag,
sizeof(oneFlag)),"couldn't kAudioOutputUnitProperty_EnableIO with kAudioUnitScope_Input");
然后设置一下输入输出的音频格式：
AudioStreamBasicDescription mAudioFormat;
mAudioFormat.mSampleRate = 44100.0;//采样率
mAudioFormat.mFormatID = kAudioFormatLinearPCM;//PCM采样
mAudioFormat.mFormatFlags = kAudioFormatFlagIsSignedInteger | kAudioFormatFlagIsPacked;
mAudioFormat.mFramesPerPacket = 1;//每个数据包多少帧 mAudioFormat.mChannelsPerFrame = 1;//1单声道，2立体声
mAudioFormat.mBitsPerChannel = 16;//语音每采样点占用位数
mAudioFormat.mBytesPerFrame = mAudioFormat.mBitsPerChannel*mAudioFormat.mChannelsPerFrame/8;//每帧的bytes数
mAudioFormat.mBytesPerPacket = mAudioFormat.mBytesPerFrame*mAudioFormat.mFramesPerPacket;//每个数据包的bytes总数，每帧的bytes数＊每个数据包的帧数
mAudioFormat.mReserved = 0;
UInt32 size = sizeof(mAudioFormat);
CheckError(AudioUnitSetProperty(remoteIOUnit,
kAudioUnitProperty_StreamFormat,
kAudioUnitScope_Output,
1,
&mAudioFormat,
size),"couldn't set kAudioUnitProperty_StreamFormat with kAudioUnitScope_Output");
CheckError(AudioUnitSetProperty(remoteIOUnit,
kAudioUnitProperty_StreamFormat,
kAudioUnitScope_Input,
0,
&mAudioFormat,
size),"couldn't set kAudioUnitProperty_StreamFormat with kAudioUnitScope_Input");
至此我们就差不多完成了，只差最后一个步骤：设置CallBack，每次音频从麦克风进来转化为数字信号时就会调用此CallBack函数，将数字信号作你所想要的处理，完了再送到输出端去进行播放。回调函数是一个C语言的静态方法，代码如下：
static OSStatus CallBack(
void *inRefCon,
AudioUnitRenderActionFlags *ioActionFlags,
const AudioTimeStamp *inTimeStamp,
UInt32 inBusNumber,
UInt32 inNumberFrames,
AudioBufferList *ioData)
{
RecordTool *THIS=(__bridge RecordTool*)inRefCon;
OSStatus renderErr = AudioUnitRender(THIS->remoteIOUnit, ioActionFlag, inTimeStamp, 1, inNumberFrames, ioData);
//--------------------------------------------//
// 在这里处理音频数据 //
//--------------------------------------------//
//转Mp3，后面有时间再详细介绍下
// [THIS->cover convertPcmToMp3:ioData->mBuffers[0] toPath:THIS->outPath];
return renderErr;
}
ioData->mBuffers[n] //n=0~1，单声道n=0，双声道n=1
ioData->mBuffers[0].mData //PCM数据
ioData->mBuffers[0].mDataByteSize //PCM数据的长度
定义好CallBack函数后，将其与AUGraph关联起来：
AURenderCallbackStruct inputProc;
inputProc.inputProc = CallBack;
inputProc.inputProcRefCon = (__bridge void *)(self);
CheckError(AUGraphSetNodeInputCallback(auGraph, remoteIONode, 0, &inputProc),"Error setting io output callback");
CheckError(AUGraphInitialize(auGraph),"couldn't AUGraphInitialize" );
CheckError(AUGraphUpdate(auGraph, NULL),"couldn't AUGraphUpdate" );
//最后再调用以下代码即可开始录音
CheckError(AUGraphStart(auGraph),"couldn't AUGraphStart");
CAShow(auGraph);
最后
因为时间的关系，未能细说PCM转MP3（使用LAME）的内容，我已经把DEMO上传到GitHub，有需要的朋友可以下载来看看，往后有时间了我再补全关于转码MP3的内容。
如果觉得我的DEMO对您有帮助，请Star，非常感谢！
更新
使用LAME转码请看iOS-使用Lame转码:PCM->MP3
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