iOS在线音频流播放

前言

这是一篇关于在线音频播放的文章，参考自苹果OS X的demo。
在移植到iOS后，可以通过iphone播放Mac上面的音频，实现在线播放音频的功能。
本文可以学习到socket编程、AudioFileStream转换音频流、AudioQueue播放音频、信号量的使用。

正文

demo有两个工程，分别是servers和client。
servers是OS X的应用，作为服务端，负责发送音频流数据；
client是iOS的应用，作为客户端，负责接收音频流数据；
音频数据通过AudioFileStream转换后，调用AudioQueue进行播放，中间会用到信号量进行等待和同步。

1、socket编程

bind方法用于绑定接口，然后用listen监听tcp连接请求，accept用于接受tcp连接；
fopen打开音频文件，fread读取音频数据，send对建立的连接发送音频流；

对已经失效的socket，send两次数据就会触发SIGPIPE信号，默认的处理是关闭进程。

// 打开文件
FILE* file = fopen([[[NSBundle mainBundle] pathForResource:@"chenli" ofType:@"mp3"] UTF8String], "r");
// 创建socket
int listener_socket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
// 绑定socket
bind(listener_socket, (struct sockaddr*)&server_sockaddr, sizeof(server_sockaddr));
// 监听tcp连接
listen(listener_socket, 4);
// 接收tcp连接，注意！这里并不是三次握手。
int connection_socket = accept(listener_socket, (struct sockaddr*)&client_sockaddr, &client_sockaddr_size);
// 读取文件
size_t bytesRead = fread(buf, 1, 32768, file);
// 发送音频流
ssize_t bytesSent = send(connection_socket, buf, bytesRead, 0);
// 关闭socket
close(connection_socket);

2、AudioQueue播放音频

AudioQueue的播放时，需要先给audioBuffer填充数据，并把audioBuffer放入AudioQueue，然后通知AudioQueue开始播放；
AudioQueue从已经填充的audioBuffer里面开始播放数据，实时把播放完毕的audioBuffer回调给业务层，业务继续填充播放完毕的audioBuffer，重复流程直到音频播放完毕。

前文使用AudioToolbox播放AAC有对AudioQueue更详细的介绍以及更简化的demo。

配置AudioQueue

// 添加AudioQueue的回调函数和添加参数，MyAudioQueueOutputCallback是播完结束的回调
AudioQueueNewOutput(&asbd, MyAudioQueueOutputCallback, myData, NULL, NULL, 0, &audioQueue);
// AudioBuffer分配buffer
AudioQueueAllocateBuffer(audioQueue, kAQBufSize, &audioQueueBuffer[i]);
// 添加AudioQueue的属性监听
AudioQueueAddPropertyListener(audioQueue, kAudioQueueProperty_IsRunning, MyAudioQueueIsRunningCallback, myData);

开始播放

// 开始AudioQueue播放
AudioQueueStart(myData->audioQueue, NULL);
// 向AudioQueue传入buffer
AudioQueueEnqueueBuffer(audioQueue, fillBuf, (UInt32)myData->packetsFilled, packetDescs);

播放结束

// 传入最后的音频数据后需要调用，否则buffer里面的数据可能会影响下次播放
AudioQueueFlush(audioQueue);
// 如果需要停止播放，可以调用这个函数，第二个参数表示同步/异步
AudioQueueStop(audioQueue, false);
// 播放完毕，销毁队列
AudioQueueDispose(audioQueue, false);

3、互斥锁

普通锁
pthread_mutex_lock(mutex) 加锁，可能会阻塞；
pthread_mutex_unlock(mutex) 解锁；

条件锁(pthread_cond_wait)
调用pthread_cond_wait时，条件不成立则阻塞，直到条件成立；
调用pthread_cond_wait前，要先调用pthread_mutex_lock(mutex)加锁，pthread_cond_wait会在调用结束解锁mutex；
pthread_cond_wait条件满足后(pthread_cond_signal被调用)，会对mutex加锁，当我们执行完程序时需要对mutex解锁；

调用pthread_cond_wait时，为了防止并发放入阻塞队列，所以需要提前对mutex加锁；

申请条件锁

pthread_mutex_lock(&mutex);
pthread_cond_wait(&cond, &mutex);
pthread_mutex_unlock(&mutex);

释放条件锁

pthread_mutex_lock(&mutex);
pthread_cond_signal(&cond);
pthread_mutex_unlock(&mutex);

4、AudioFileStream转换音频流

AudioFileStream可以用来读取音频流信息和分离音频帧，与之类似的API簇还有AudioFile和ExtAudioFile。
AudioFileStream可以用在线音频流，也可以使用本地文件。

// 打开一个音频流转换器，需要设置AudioFileStream_PropertyListenerProc 和 AudioFileStream_PacketsProc 回调函数；
AudioFileStreamOpen(myData, MyPropertyListenerProc, MyPacketsProc, kAudioFileAAC_ADTSType, &audioFileStream);

// AudioFileStreamParseBytes 解析数据，会调用之前设置好的AudioFileStream_PropertyListenerProc 和 AudioFileStream_PacketsProc 回调函数；
AudioFileStreamParseBytes(myData->audioFileStream, (UInt32)bytesRecvd, buf, 0);

// 获取特定的属性
AudioFileStreamGetProperty(inAudioFileStream, kAudioFileStreamProperty_DataFormat, &asbdSize, &asbd);

// 关闭音频流
AudioFileStreamClose(audioFileStream);

附录

demo中用到用到的一些方法：
AudioFileStreamParseBytes 解析数据，会调用之前设置好的AudioFileStream_PropertyListenerProc 和 AudioFileStream_PacketsProc 回调函数；
AudioFileStreamOpen 打开一个音频流转换器，需要设置AudioFileStream_PropertyListenerProc 和 AudioFileStream_PacketsProc 回调函数；
MyPropertyListenerProc 音频属性回调函数；
MyPacketsProc 数据回调函数；
MyEnqueueBuffer 把buffer里面的数据传入AudioQueue；
WaitForFreeBuffer 当前所有buffer已经占用满，等待AudioQueue播放完释放buffer；
MyAudioQueueOutputCallback AudioQueue释放buffer的回调函数；
MyAudioQueueIsRunningCallback AudioQueue是否在播放的回调函数；
MyConnectSocket 建立socket链接
demo 的代码地址在这里传送门。

demo的打开方式：
server是服务端，运行在OS X
有binary和app两种方式

• binary需要编译完之后，找到二进制所在的目录，在其目录下放对应的音频文件；
• app打开，保持运行；

client是客户端，运行在iOS

• 1、在getHostName处需要修改为OS X的ip地址；
• 2、iOS和OS X需要处于同一局域网；
• 3、clietn未播放完结束，会导致server关闭；

总结

这个demo很有意思：用到很多知识点，而且很简单，非常适合学习。
最近越来越忙，如果有问题可以评论或者简信联系，尽量清楚点描述问题还有问题的上下文。

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