【iOS沉思录】：iOS多媒体音频(上)-音频播放

在移动应用中，我们通常将声音的播放分成两类：一种是一次性播放的简单音效（包括手机振动），音效通常很短暂，只要实现让其播放即可，播放完成即结束；另一种指的是可精确控制的音乐播放，可以控制音乐播放，暂停，继续播放，音量控制，循环播放等等。在iOS中这两种声音播放分别通过AudioToolbox.framework和AVFoundation.framework框架来实现，前者是系统音效播放，后者是AVAudioPlayer播放器对象。

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使用System Sound Service播放简短音效

AudioToolbox.framework

AudioToolbox.framework是基于C语言的一个框架，播放音效其实是将短音频注册到System Sound Service，System Sound Service是一种简单、底层的声音播放服务。

System Sound Service音效播放的限制

• 音频播放时间不能超过30s；
• 数据必须是PCM或者IMA4格式；
• 音频文件必须打包成“.caf .aif .wav”中的一种(实际mp3也可以)；

System Sound Service播放音效的步骤

1. 调用AudioServicesCreateSystemSoundID(CFURLRef inFileURL, SystemSoundID* outSystemSoundID)函数获得系统声音的ID;
2. 可选择使用AudioServicesAddSystemSoundCompletion(SystemSoundID inSystemSoundID, CFRunLoopRef inRunLoop, CFStringRef inRunLoopMode, AudioServicesSystemSoundCompletionProc inCompletionRoutine, void*inClientData)方法注册回调函数监听音效播放结束事件。
3. 调用AudioServicesPlaySystemSound(SystemSoundID inSystemSoundID)或AudioServicesPlayAlertSound(SystemSoundID inSystemSoundID)方法播放音效（后者带有震动效果）。

【注】：震动效果的播放有一个专用的枚举ID变量：kSystemSoundID_Vibrate，可直接使用AudioServicesPlaySystemSound(kSystemSoundID_Vibrate);函数播放震动效果。

示例代码和Demo

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//  ViewController.m
//  IOSAudioEffectDemo
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//  Created by Xinhou Jiang on 23/12/16.
//  Copyright © 2016年 Xinhou Jiang. All rights reserved.
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#import "ViewController.h"
#import  // System Sound Service

// 定义sound的ID
static SystemSoundID system_sound_id_0 = 0;

@interface ViewController ()

@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    // 注册声音ID
    [self registerSoundWithName:@"effect" andID:system_sound_id_0];
}

// 系统声音资源注册函数
- (void) registerSoundWithName: (NSString *)name andID:(SystemSoundID)sound_id {
    // 1.获取音频文件url
    NSString *audioFile=[[NSBundle mainBundle] pathForResource:name ofType:@"mp3"];
    NSURL *fileUrl=[NSURL fileURLWithPath:audioFile];
    // 2.将音效文件加入到系统音频服务中并返回一个长整形ID
    AudioServicesCreateSystemSoundID((__bridge CFURLRef)(fileUrl), &system_sound_id_0);
    // 3.注册一个播放完成回调函数
    AudioServicesAddSystemSoundCompletion(system_sound_id_0, NULL, NULL, soundCompleteCallback, NULL);
}

// 声音播放完成回调
void soundCompleteCallback(SystemSoundID sound_id,void *data) {
    // 声音已经播放完成...
}

// 手机震动
- (IBAction)vibrate {
    AudioServicesPlaySystemSound(kSystemSoundID_Vibrate);
}

// 播放短暂音频
- (IBAction)playShortMusic {
    AudioServicesPlaySystemSound(system_sound_id_0);  // 播放音效
    //AudioServicesPlayAlertSound(system_sound_id_0); // 播放音效并震动
}

@end

Github Demo:https://github.com/jiangxh1992/IOSAudioEffectDemo

使用AVAudioPlayer播放、控制音乐

AVAudioPlayer是一个支持多种音频格式的播放器对象，可以实现对音乐的全面控制。首先看一下AVAudioPlayer的常用属性和方法以及代理事件（只列出常用的其他的可直接到AVAudioPlayer头文件中了解）：

AVAudioPlayer的属性

• @property(readonly, getter=isPlaying) BOOL playin // 音乐是否正在播放
• @property(readonly) NSTimeInterval duration // 整首音乐的时长
• @property float pan // 立体声平衡，-1表示完全左声道，0表示左右声道平衡，1表示完全为右声道
• @property float volume // 音量大小，范围为0-1.0
• @property BOOL enableRate // 是否允许改变播放速率
• @property float rate // 播放速率(前提enableRate要为YES)，范围0.5-2.0，1.0表示正常播放
• @property NSTimeInterval currentTime // 已经播放的时长，不包括暂停时间
• @property(readonly) NSTimeInterval deviceCurrentTime // 设备播放音频的时间，包括暂停期间的时间
• @property NSInteger numberOfLoops // 循环播放次数，0表示不循环，小于0表示无限循环，大于0则表示循环次数

AVAudioPlayer的实例方法

• -(instancetype)initWithContentsOfURL:(NSURL )url error:(NSError *)outError // 使用文件URL初始化播放器，注意这个URL不能是HTTP URL，AVAudioPlayer不支持加载网络媒体流，只能播放本地文件
• -(BOOL)prepareToPlay // 加载音频文件到缓冲区，这个函数如果不手动提前调用在调用play函数时也会自动调用
• -(BOOL)play // 播放音频文件
• -(BOOL)playAtTime:(NSTimeInterval)time // 在指定的时间开始播放音频(iOS4以后可用)
• -(void)pause // 暂停播放
• -(void)stop // 停止播放

AVAudioPlayer的代理事件

• -(void)audioPlayerDidFinishPlaying:(AVAudioPlayer *)player successfully:(BOOL)flag // 音频播放完成
• -(void)audioPlayerDecodeErrorDidOccur:(AVAudioPlayer )player error:(NSError )error // 音频解码发生错误

AVAudioPlayer的后台播放

上面的音乐播放只能在app内部进行，当退出应用（按下home键）时会停止播放音乐，再次进入应用时才会继续播放，因此要开启后台服务才能在应用退出后继续在后台播放音乐，一种实现方法是在AppDelegate中应用将要退出的代理事件中开启激活后台服务【但这个也只能在后台持续播放一定的时间，要想持续一直播放需要申请后台服务ID】：

- (void)applicationWillResignActive:(UIApplication *)application {
    // 开启后台处理多媒体事件
    [[UIApplication sharedApplication] beginReceivingRemoteControlEvents];
    AVAudioSession *session=[AVAudioSession sharedInstance];
    [session setActive:YES error:nil];
    // 后台播放(只能播放一定时间)
    [session setCategory:AVAudioSessionCategoryPlayback error:nil];
}

另外要在工程中开启后台模式（Targets ->Capabilities ->BackgroundModes(Audio,AirPlay,and Picture in picture) ->ON）：

AVAudioPlayer使用的示例代码和Demo

这里实现一首音乐的播放，暂停，使用一个UIProcessView显示播放进度，使用一个UISlider控制音乐的音量。

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//  ViewController.m
//  IOSMediaDemo
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//  Created by Xinhou Jiang on 23/12/16.
//  Copyright © 2016年 Xinhou Jiang. All rights reserved.
//

#import "ViewController.h"
#import 

@interface ViewController ()<AVAudioPlayerDelegate>

@property (nonatomic, strong)AVAudioPlayer *audioPlayer;         // 定义一个播放器【一个播放器只能播放一首音乐，多首音乐需要定义一个播放器数组】
@property (nonatomic, weak)IBOutlet UIProgressView *processView; // 进度条显示音乐播放进度
@property (nonatomic, weak)IBOutlet UISlider *slider;            // 滑动条用于调节音量
@property (nonatomic, weak)NSTimer *timer;                       // 进度更新定时器

@end

@implementation ViewController

// audioPlayer懒加载getter方法
- (AVAudioPlayer *)audioPlayer {
    if (!_audioPlayer) {
        // 资源路径
        NSString *urlStr = [[NSBundle mainBundle]pathForResource:@"snow" ofType:@"wav"];
        NSURL *url = [NSURL fileURLWithPath:urlStr];

        // 初始化播放器，注意这里的Url参数只能为本地文件路径，不支持HTTP Url
        NSError *error = nil;
        _audioPlayer = [[AVAudioPlayer alloc]initWithContentsOfURL:url error:&error];

        //设置播放器属性
        _audioPlayer.numberOfLoops = 0;// 不循环
        _audioPlayer.delegate = self;
        _audioPlayer.volume = 0.5; // 音量
        [_audioPlayer prepareToPlay];// 加载音频文件到缓存【这个函数在调用play函数时会自动调用】

        if(error){
            NSLog(@"初始化播放器过程发生错误,错误信息:%@",error.localizedDescription);
            return nil;
        }
    }
    return _audioPlayer;
}

// 视图加载
- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];

    // 开启定时器
    _timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:0.2 target:self selector:@selector(update) userInfo:nil repeats:true];
    // 初始化进度条为0
    [self.processView setProgress:0 animated:false];
    // 初始化进度条
    [_slider setMinimumValue:0];
    [_slider setMaximumValue:1.0];
    [_slider setValue:0.5];
    [_slider setContinuous:true];
    [_slider addTarget:self action:@selector(sliderValChanged) forControlEvents:UIControlEventValueChanged];
}

// 定时更新
- (void)update {
    // 更新进度条
    if (_audioPlayer && _audioPlayer.isPlaying) {
        [_processView setProgress:(_audioPlayer.currentTime/_audioPlayer.duration) animated:true];
    }
}

// 滑动条值改变触发事件
- (void)sliderValChanged {
    // 改变音量
    if (_audioPlayer) {
        [_audioPlayer setVolume:_slider.value];
    }
}

#pragma maek -IBAction
// 播放
- (IBAction)play:(id)sender {
    [self.audioPlayer play];
}
// 暂停
- (IBAction)pause:(id)sender {
    [self.audioPlayer pause];
}

#pragma mark -播放器播放代理事件
- (void)audioPlayerDidFinishPlaying:(AVAudioPlayer *)player successfully:(BOOL)flag {
    // 播放完成...
    NSLog(@"播放完成...");
}
- (void)audioPlayerDecodeErrorDidOccur:(AVAudioPlayer *)player error:(NSError *)error {
    // 播放器解码错误...
    NSLog(@"播放器解码错误...");
}

@end

Github Demo: https://github.com/jiangxh1992/IOSAudioPlayerDemo