深入了解Android系统中的音视频编解码器：MediaCode

Media内核源码

Media内核是Android系统中负责音视频处理的核心模块，包括音视频采集、编解码、传输、播放等功能。Media内核源码位于Android源码树的/frameworks/av目录下，主要包括以下模块：

• media/libstagefright：包含了Media Framework的核心代码，提供了对多种媒体文件格式的解码、播放和编码的支持。
• media/libmedia：提供了音视频处理的底层功能，如音频和视频的采集、编解码、传输等。
• media/libaudioclient：提供了音频服务的客户端API，包括录制和播放音频的接口。
• media/libaudiohal：提供了音频硬件抽象层的实现，负责管理音频设备的连接和控制。
• media/libcamera：提供了摄像头的支持，包括预览、拍照、录像等功能。
• media/libstagefright-plugins：提供了对不同媒体格式的支持插件，如MP3、AAC、H.264等。
• media/libstagefright-rtsp：提供了对RTSP协议的支持，用于实现流媒体播放。
• media/libstagefright-wifi-display：提供了对Miracast协议的支持，用于实现无线显示功能。
• media/libmedia-scanner：提供了媒体文件扫描的功能，用于自动扫描设备上的媒体文件，并将其添加到媒体库中。

MediaCodec源码机制

MediaCodec是Android系统中负责音视频编解码的核心类之一，可以实现对音视频数据的编解码处理。MediaCodec的底层实现涉及到许多细节和机制，以下是MediaCodec源码的主要机制：

• 数据输入输出：MediaCodec使用ByteBuffer作为输入输出数据的载体，通过configure()方法配置输入输出格式，然后通过queueInputBuffer()方法将输入数据放入队列中，经过编码后，输出数据会被放入输出队列中，通过dequeueOutputBuffer()方法取出。
• 编解码器选择：MediaCodec支持多种编解码器，不同的设备和系统版本可能支持的编解码器不同，因此需要根据具体设备和系统版本进行编解码器选择。
• 状态控制：MediaCodec有多个状态，如未初始化、已配置、已启动、已停止等，需要进行状态的切换和控制，如调用start()方法启动编解码器、stop()方法停止编解码器等。
• 回调通知：MediaCodec提供了回调接口，可以监听编解码器的状态变化、输入输出数据的状态等，并进行相应的处理。
• 线程管理：MediaCodec使用多线程进行数据的编解码处理，需要对线程进行管理和优化，如避免线程死锁、减少线程切换等。
• 并发处理：MediaCodec支持多个输入输出数据同时处理，需要进行并发控制，如设置输入输出缓冲区的数量、避免输入输出数据的冲突等。
• 配置参数：MediaCodec需要根据具体的编解码要求进行参数配置，如设置码率、分辨率、帧率等，以实现更高效的编解码处理。

MediaCodec源码机制代码实现并解析

以下是一个简单的MediaCodec编码器的代码示例，通过该示例可以了解MediaCodec的基本使用和底层实现原理。

javaCopy codeMediaCodec mediaCodec = MediaCodec.createEncoderByType("video/avc");
MediaFormat mediaFormat = MediaFormat.createVideoFormat("video/avc", width, height);
mediaFormat.setInteger(MediaFormat.KEY_BIT_RATE, bitRate);
mediaFormat.setInteger(MediaFormat.KEY_FRAME_RATE, frameRate);
mediaFormat.setInteger(MediaFormat.KEY_COLOR_FORMAT, MediaCodecInfo.CodecCapabilities.COLOR_FormatSurface);
mediaFormat.setInteger(MediaFormat.KEY_I_FRAME_INTERVAL, iFrameInterval);

mediaCodec.configure(mediaFormat, null, null, MediaCodec.CONFIGURE_FLAG_ENCODE);
Surface inputSurface = mediaCodec.createInputSurface();
mediaCodec.start();

while (!eos) {
    int inputBufferIndex = mediaCodec.dequeueInputBuffer(-1);
    if (inputBufferIndex >= 0) {
        ByteBuffer inputBuffer = mediaCodec.getInputBuffer(inputBufferIndex);
        inputBuffer.clear();
        inputBuffer.put(data);
        mediaCodec.queueInputBuffer(inputBufferIndex, 0, data.length, 0, 0);
    }

    MediaCodec.BufferInfo bufferInfo = new MediaCodec.BufferInfo();
    int outputBufferIndex = mediaCodec.dequeueOutputBuffer(bufferInfo, 0);
    if (outputBufferIndex >= 0) {
        ByteBuffer outputBuffer = mediaCodec.getOutputBuffer(outputBufferIndex);
        //处理编码后的输出数据
        mediaCodec.releaseOutputBuffer(outputBufferIndex, false);
    }
}
mediaCodec.stop();
mediaCodec.release();

该示例中，首先通过MediaCodec.createEncoderByType()方法创建一个视频编码器，指定编码类型为"video/avc"。然后创建一个MediaFormat对象，用于配置输入输出数据格式和参数，如视频的宽高、码率、帧率、I帧间隔等。

接着通过MediaCodec.configure()方法将编码器配置为编码模式，设置输入数据的格式和参数，并创建一个Surface对象作为输入数据的载体。然后调用MediaCodec.start()方法启动编码器。

在while循环中，不断从输入数据队列中取出空闲的输入数据缓冲区，并将输入数据放入缓冲区中，通过MediaCodec.queueInputBuffer()方法将输入数据送入编码器进行编码处理。同时，也不断从输出数据队列中取出编码后的输出数据缓冲区，并对输出数据进行处理。当输入数据和输出数据都处理完毕后，调用MediaCodec.stop()方法停止编码器，并通过MediaCodec.release()方法释放资源。

总的来说，以上示例代码通过MediaCodec实现了对视频数据的编码处理，主要涉及到了数据输入输出、编码器状态控制、回调通知、线程管理、并发处理、配置参数等多个方面的底层实现机制。本文主要解析了音视频开发中的MediaCodec的源码浅析。音视频的学习可谓是要学习很广很深的技术的，所以此篇是极小的一部分。有关更多的音视频全部内容技术；可以参考《音视频开发入门到精通讲解》这个文档包含音视频开发中大大小小几千个技术点。可以点击查看详细类目。

总结

Media内核是Android操作系统的一个重要组成部分，主要负责处理音视频相关的功能，包括音视频编解码、音视频播放、摄像头等。它是Android操作系统中实现多媒体功能的底层驱动和软件库。

在Android系统中，Media内核由多个模块组成，包括Audio模块、Video模块、Camera模块等。其中，Audio模块主要负责音频的输入、输出和处理，实现了多种音频格式的解码和编码功能；Video模块主要负责视频的输入、输出和处理，支持多种视频格式的解码和编码；Camera模块主要负责调用摄像头硬件接口获取图像数据并进行处理。

Media内核的核心是MediaCodec编解码器，它是Android操作系统中实现音视频编解码的底层组件。MediaCodec可以使用硬件加速，提高音视频编解码效率和性能。

在Android系统中，开发人员可以使用Media API对Media内核进行操作，实现音视频相关的功能，例如播放音频和视频、录制音频和视频、实时流媒体传输等。

总的来说，Media内核是Android操作系统中实现音视频相关功能的重要组成部分，通过MediaCodec编解码器和多个模块实现了多种音视频格式的输入、输出和处理。开发人员可以通过Media API进行操作和控制，实现丰富的音视频应用。