实时语音通信的实现

仍觉捉襟见肘，好在有VCKBASE的帮忙，确实学到了不少东西，www.vckbase.com也成了我每次上民网必到之处（阁下有所不知，鄙人接受最为严格的管理，上民网是要申请的）。近日在做一个通信 方面的程序，实时的语音和视频通信当然是大家所喜欢的。本文将向您展示局域网环境下实时语音通信的的一个解决方案(视频这一块正在做，估计很快就能出炉)，Winxp环境下测试效果良好，并且具有网络 拥塞处理机制，您不妨一看。

　　本文以第26期 栾义明 先生的《基于API的录音机程序》为基础的，在此深表感谢。雷同之处将不再赘述，主要做了以下发展: 

（1） 利用多线程机制，实现录音、网络传输、放音同时进行。 

（2） 网络壅塞处理，保证数据不丢失。 

例子程序运行画面：







下面且看我细细道来：



（一）首先定义了一个声音数据“块”



struct CAudioData

{

 PBYTE lpdata; //指向语音数据，注意这里内存区域是动态申请释放的

 DWORD dwLength;//语音数据长度

}

接下来申明两个循环队列和相关指针。



//InBlocks,OutBlocks非别为两个常数

CAudioData m_AudioDataIn[InBlocks],m_AudioDataOut[OutBlocks];

int   nAudioIn, nSend, //录入、发送指针

     nAudioOut, nReceive;//接收、播放指针

// 对于录音和放音都存在和网络的同步问题，主要靠这些指针进行协调



讨论：如图所示，几个指针的相互追逐，这种机制在处理网络拥塞上应该有普遍的应用意义

　 

 

 

　 　 



（1）正常网速下：nAudioIn 在 nSend 之前， nReceive 在 nAuioOu t之前，周而复始的走下去。 

（2）超快网速下：发送端：-->nSend追上nAudioIn-->“空转”(绕了一圈又回来了)--〉

接收端：因为录、放音的采样频率设置为相等，故不可能出现 nReceive 在n AudioOut 之后，

即收到的声音文件太多，来不及播放的现象。 

（3）超慢网速下：(极端情况，网速几乎为0也没关系)

发送端：nAudioIn 绕一圈反追上 nSend，于是将数据接在当前块的尾部，以待发送

接收端：nAudioOut 追上 nReceive 后，发现没有数据可播放了，就“空转”。 

综合以上情况，相关实现如下：



（二）声音的录制与播放



（1）录音处理



void CRecTestDlg::OnMM_WIM_DATA(UINT wParam,LONG lParam)

{

      int nextBlock = (nAudioIn+1)% InBlocks; 

 if(m_AudioDataIn[nextBlock].dwLength!=0)//下一“块”没发走

 {  //把PWAVEHDR(即pBUfferi)里的数据接到当前“块”的末尾

           m_AudioDataIn[nAudioIn].lpdata  

  = (PBYTE)realloc (m_AudioDataIn[nAudioIn].lpdata ,

                 (((PWAVEHDR) lParam)->dwBytesRecorded+m_AudioDataIn[nAudioIn].dwLength)) ;

  if (m_AudioDataIn[nAudioIn].lpdata == NULL)

  {//...出错处理

   return ;

  }

         CopyMemory ((m_AudioDataIn[nAudioIn].lpdata+m_AudioDataIn[nAudioIn].dwLength), 

       ((PWAVEHDR) lParam)->lpData,

       ((PWAVEHDR) lParam)->dwBytesRecorded) ;//(*destination,*resource,nLen); 

  m_AudioDataIn[nAudioIn].dwLength +=((PWAVEHDR) lParam)->dwBytesRecorded;        

 }

 else //把PWAVEHDR(即pBUfferi)里的数据拷贝到下一“块”中

 {

  nAudioIn = (nAudioIn+1)% InBlocks;

  m_AudioDataIn[nAudioIn].lpdata = (PBYTE)realloc

   (0,((PWAVEHDR) lParam)->dwBytesRecorded);

  CopyMemory(m_AudioDataIn[nAudioIn].lpdata,

       ((PWAVEHDR) lParam)->lpData,

    ((PWAVEHDR) lParam)->dwBytesRecorded) ;

    m_AudioDataIn[nAudioIn].dwLength =((PWAVEHDR) lParam)->dwBytesRecorded;



 }

 // Send out a new buffer 

 waveInAddBuffer (hWaveIn, (PWAVEHDR) lParam, sizeof (WAVEHDR)) ;

 return ; 

}

（2）放音处理



void CRecTestDlg::OnMM_WOM_DONE(UINT wParam,LONG lParam)

{ //释放播放完的缓冲区，并准备新的数据  

 free(m_AudioDataOut[nAudioOut].lpdata);

 m_AudioDataOut[nAudioOut].lpdata = reinterpret_cast<PBYTE>(malloc(1));

 m_AudioDataOut[nAudioOut].dwLength = 0;

 

       nAudioOut= (nAudioOut+1)%OutBlocks;

 ((PWAVEHDR)lParam)->lpData          = (LPTSTR)m_AudioDataOut[nAudioOut].lpdata ;

 ((PWAVEHDR)lParam)->dwBufferLength  = m_AudioDataOut[nAudioOut].dwLength ;

    waveOutPrepareHeader (hWaveOut,(PWAVEHDR)lParam,sizeof(WAVEHDR));

       waveOutWrite(hWaveOut,(PWAVEHDR)lParam,sizeof(WAVEHDR));

   return;

}

（三）套接字发送、接收线程

　　其实，经过刚才的讨论，现在这两个线程的运作很简单---只是循环地操作nReceive和nSend指针。首先发送（接收）声音块的长度，然后发送（接收）声音内容。注意：拿CSocket::Send(buffer,count)为例，其返回值（发送出去的字结数）只是1到count之间的某值，所以要添加检测机制，否则将出现错误，这也是socket编程必须注意的。本文是用一个循环，直到发送出去的字节总数等于“块”的长度才发送第二个数据块的信息。

例外这两个线程稍加改动即可实现多人的语音会议。 

UINT Audio_Listen_Thread(LPVOID lParam)

{

 CRecTestDlg *pdlg = (CRecTestDlg*)lParam;

 CSocket m_Server;

 DWORD  length;

 if(!m_Server.Create(4002))

  AfxMessageBox("Listen Socket create error"+pdlg->GetError(GetLastError()));

 if(!m_Server.Listen()) 

  AfxMessageBox("m_server.Listen ERROR"+pdlg->GetError(GetLastError()));

 CSocket recSo;

 if(! m_Server.Accept(recSo))

  AfxMessageBox("m_server.Accept() error"+pdlg->GetError(GetLastError()));

 m_Server.Close(); 

 int ret ;

 while(1)

 {   //开始循环接收声音文件，首先接收文件长度

  ret = recSo.Receive(&length,sizeof(DWORD));  

  if(ret== SOCKET_ERROR )

   AfxMessageBox("服务器端接收声音文件长度出错，原因： "+pdlg->GetError(GetLastError()));

  if(ret!=sizeof(DWORD))

  {

   AfxMessageBox("接收文件头错误，将关闭该线程");

   recSo.Close();

   return -1;

  }//接下来开辟length长的内存空间

  pdlg->m_AudioDataOut[pdlg->nReceive].lpdata =(PBYTE)realloc (0,length);

  if (pdlg->m_AudioDataOut[pdlg->nReceive].lpdata == NULL)

  {

   AfxMessageBox("erro memory_ReceiveAudio");

   recSo.Close();

   return -1;

  }

  else//内存申请成功，可以进行循环检测接受

  {

   DWORD dwReceived = 0,dwret;

   while(length>dwReceived)

   {

    dwret = recSo.Receive((pdlg->m_AudioDataOut[pdlg->nReceive].lpdata+dwReceived),

     (length-dwReceived));

    dwReceived +=dwret;

    if(dwReceived ==length)

    {

     pdlg->m_AudioDataOut[pdlg->nReceive].dwLength = length;

     break;

    }

   }

  }//本轮声音文件接收完毕 

  pdlg->nReceive=(pdlg->nReceive+1)%OutBlocks;

 }

 recSo.Close();

 return 0;

}



UINT Audio_Send_Thread(LPVOID lParam)

{                                    

 CRecTestDlg *pdlg = (CRecTestDlg*)lParam;

 CSocket m_Client;

 m_Client.Create();

 if( m_Client.Connect("127.0.0.1",4002))

 {  

  DWORD ret, length;

  int count=0;

  while(1)//循环使用指针nSend

  {

   length =pdlg->m_AudioDataIn[pdlg->nSend].dwLength;   

   if(length !=0)

   {   //首先发送块的长度

    if(((ret = m_Client.Send(&length,sizeof(DWORD)))

         != sizeof(DWORD))||(ret==SOCKET_ERROR))

    {   

     AfxMessageBox("声音文件头传输错误!"+pdlg->GetError(GetLastError()));

     pdlg->OnOK();

     break; 

    }//其次发送块的内容,循环检测是否发送完毕

    DWORD dwSent = 0;//已经发送掉的字节数

    while(1)//==============================发送声音数据开始

    {

     ret = m_Client.Send((pdlg->m_AudioDataIn[pdlg->nSend].lpdata+dwSent),

                          (length-dwSent));

     if(ret==SOCKET_ERROR)//检错

     {

      AfxMessageBox("声音文件传输错误!"+pdlg->GetError(GetLastError()));

      break;   

     }

     else //发送未发送完的

     {

      dwSent += ret;

      if(dwSent ==length)//发送完毕，则释放当前“块”

      {   

       free(pdlg->m_AudioDataIn[pdlg->nSend].lpdata);

       pdlg->m_AudioDataIn[pdlg->nSend].dwLength = 0;

       break;

      }

     } 

    }  //======================================发送声音数据结束

   }

   pdlg->nSend = (pdlg->nSend +1)% InBlocks;

  }

  

 }

 else 

  AfxMessageBox("Socket连接失败"+pdlg->GetError(GetLastError()));

 m_Client.Close();

 return 0;

}