使用AudioRecord和AudioTrack来录制和播放音频

1.使用AudioRecord录制原始音频

除了通过意图启动录音机和使用MediaRecorder之外，Android还提供了第三种方法来捕获音频：使用成为AudioRecord的类。AudioRecord是三种方法里最灵活的（因为允许访问原始音频流），但是它拥有的内置功能也是最少的，如不会自动压缩音频。

使用AudioRecord的基础知识非常简单。我们只需要构造一个AudioRecord类型的对象，并传入各种不同的配置参数。

需要指定的第一个值是音频源。下面使用的值与用于MediaRecorder的值相同，其在MediaRecorder.AudioSource中定义。实际上，这意味着可以使用MediaRecorder.AudioSource.MIC。

int audioSource=MediaRecorder.AudioSource.MIC;

需要指定的第二个值是录制的采样率。以赫兹（Hz）为单位指定它。MediaRecorder的采样音频是8kHz，而CD质量的音频通常是44.1Hz。不同的安卓手机硬件能够以不同的采样率进行采样。而本示例则以11025Hz的采样率进行采样，这是另外一个常用的采样率。

int frequency = 11025;

接下来，需要指定的第三个值是捕获的音频通道的数量。在AudioFormat类中指定了用于此参数的常量，而且可根据名称理解它们。

AudioFormat.CHANNEL_CONFIGURATION_MONO;//channelConfiguration
 AudioFormat.CHANNEL_CONFIGURATION_STEREO;
 AudioFormat.CHANNEL_CONFIGURATION_INVALID;
 AudioFormat.CHANNEL_CONFIGURATION_DEFAULT;

PCM代表脉冲编码调制，它实际上是原始的音频样本。16位将占用更多的空间和处理能力，但是表示的音频将更接近真实。

最后，需要指定的是第五个值是缓冲区大小。实际上可以查询AudioRecord类以获得最小缓冲区大小，查询方式是调用getMinBufferSize静态方法，同时传入采样率、通道配置以及音频格式。

int bufferSize = AudioTrack.getMinBufferSize(frequency,channelConfiguration, audioEncoding);

完成了以上步骤，我们就可以构造实际的AudioRecord对象。

AudioRecord audioRecord = new AudioRecord(MediaRecorder.AudioSource.MIC, frequency,
                        channelConfiguration, audioEncoding, bufferSize);

但值得注意的是，AudioRecord类实际上并不保存捕获的音频，因此需要手动保存捕获的音频。可以首先利用以下方法来创建一个文件。

File path = new File(
    Environment.getExternalStorageDirectory().getAbsolutePath()
        + "/AudioRecorder/files/");
path.mkdirs();
try
{
    recordingFile = File.createTempFile("recording", ".pcm", path);
} catch (IOException e)
{
    throw new RuntimeException("Couldn't create file on SD card", e);
}

接下来再创建该文件对应的OutputStream输出流，尤其是出于性能和便利的原因，可以将它包装在BufferedOutputStream和DataOutputStream中。

DataOutputStream dos = new DataOutputStream(
    new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(
        recordingFile)));

现在就可以启动捕获，同时将音频样本写入到文件中。可以使用short数组来保存从AudioRecord对象读取而来的音频。同时，将采用比AudioRecord对象的缓冲区更小的数组，从而在确保将音频读出来之前缓冲区没有被填满。

为了确保此数组小于缓冲区大小，需要将缓冲区大小除以4.因为缓冲区的大小以字节为单位，而每个short类型的数据占用2个字节，所以除以2并不足够。所以除以4就刚好使得该数组是AudioRecord对象内部缓冲区大小的一半了。

short[] audiodata = new short[bufferSize / 4];

至此，只需要调用AudioRecord对象上的startRecording方法即可。

录制开始之后，可以构造一个循环，不断从AudioRecorder对象读取音频并放入short数组中，同时写入对应文件的DataOutputStream

while (isRecording)
{
    int bufferReadResult = audioRecord.read(buffer, 0,bufferSize);
    for (int i = 0; i < bufferReadResult; i++)
    {
        dos.writeShort(buffer[i]);
    }
}

当想结束录音的时候，调用AudioRecord对象上的stop方法和DataOutputStream上的close方法。

2.使用AudioTrack来播放原始音频

AudioTrack允许播放AudioRecord捕获的原始音频类，而它们并不能使用MediaPlayer对象播放。

为了构造一个AudioTrack对象，需要传入以下一系列配置变量来描述待播放的音频

第一个参数是流类型。可能的值定义为AudioManager类的常量。例如

AudioManager.STREAM_MUSIC//正常播放音乐的音频流

第二个参数是播放音频数据的采样率，这里的参数需要和AudioRecord指定的参数一致。

第三个参数是通道配置。可能的值与构造AudioRecord的值相同。

第四个参数是音频格式。可能的值与构造AudioRecord的值相同。

第五个参数是将在对象中用于存储音频的缓冲区大小。为了确定使用最小的缓冲区大小，可以调用getMinBufferSize方法，同时传入采样率、通道配置和音频格式。

最后一个参数是模式。可能的值定义为AudioTrack类中的常量。

AudioTrack.MODE_STATIC://在播放发生之前将所有的音频数据转移到AudioTrack对象
AudioTrack.MODE_STREAM://在播放的同时将音频数据持续地转移到AudioTrack对象。

AudioTrack audioTrack = new AudioTrack(
    AudioManager.STREAM_MUSIC, frequency,
    channelConfiguration, audioEncoding, bufferSize,
    AudioTrack.MODE_STREAM);

构造了AudioTrack对象之后，就需要打开音频源，将音频数据读取到缓冲区中，并将它传递给AudioTrack对象。我们可以根据一个包含了正确格式的原始PCM数据的文件，构造DataInputStream。

DataInputStream dis = new DataInputStream(
    new BufferedInputStream(new FileInputStream(
        recordingFile)));

然后调用AudioTrack对象上的play方法，并开始从DataInputStream读取音频。

audioTrack.play();
 
while (isPlaying && dis.available() > 0)
{
    int i = 0;
    while (dis.available() > 0 && i < audiodata.length)
    {
        audiodata[i] = dis.readShort();
        i++;
    }
    audioTrack.write(audiodata, 0, audiodata.length);
}
 
dis.close();

下面是一个完整的示例，通过使用异步任务，每个操作都在它们各自的线程中完成，所以并不会阻碍UI线程。

public class AltAudioRecorder extends Activity implements OnClickListener
{
 
    RecordAudio recordTask;
    PlayAudio playTask;
 
    Button startRecordingButton, stopRecordingButton, startPlaybackButton,
            stopPlaybackButton;
    TextView statusText;
 
    File recordingFile;
 
    boolean isRecording = false;
    boolean isPlaying = false;
 
    int frequency = 11025;
    int channelConfiguration = AudioFormat.CHANNEL_CONFIGURATION_MONO;
    int audioEncoding = AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT;
 
    @Override
    public void onCreate(Bundle savedInstanceState)
    {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.main);
 
        statusText = (TextView) this.findViewById(R.id.StatusTextView);
 
        startRecordingButton = (Button) this
                .findViewById(R.id.StartRecordingButton);
        stopRecordingButton = (Button) this
                .findViewById(R.id.StopRecordingButton);
        startPlaybackButton = (Button) this
                .findViewById(R.id.StartPlaybackButton);
        stopPlaybackButton = (Button) this
                .findViewById(R.id.StopPlaybackButton);
 
        startRecordingButton.setOnClickListener(this);
        stopRecordingButton.setOnClickListener(this);
        startPlaybackButton.setOnClickListener(this);
        stopPlaybackButton.setOnClickListener(this);
 
        stopRecordingButton.setEnabled(false);
        startPlaybackButton.setEnabled(false);
        stopPlaybackButton.setEnabled(false);
 
        File path = new File(
                Environment.getExternalStorageDirectory().getAbsolutePath()
                        + "/Android/data/AudioRecorder/files/");
        path.mkdirs();
        try
        {
            recordingFile = File.createTempFile("recording", ".pcm", path);
        } catch (IOException e)
        {
            throw new RuntimeException("Couldn't create file on SD card", e);
        }
    }
 
    public void onClick(View v)
    {
        if (v == startRecordingButton)
        {
            record();
        } else if (v == stopRecordingButton)
        {
            stopRecording();
        } else if (v == startPlaybackButton)
        {
            play();
        } else if (v == stopPlaybackButton)
        {
            stopPlaying();
        }
    }
 
    public void play()
    {
        startPlaybackButton.setEnabled(true);
 
        playTask = new PlayAudio();
        playTask.execute();
 
        stopPlaybackButton.setEnabled(true);
    }
 
    public void stopPlaying()
    {
        isPlaying = false;
        stopPlaybackButton.setEnabled(false);
        startPlaybackButton.setEnabled(true);
    }
 
    public void record()
    {
        startRecordingButton.setEnabled(false);
        stopRecordingButton.setEnabled(true);
 
        // For Fun
        startPlaybackButton.setEnabled(true);
 
        recordTask = new RecordAudio();
        recordTask.execute();
    }
 
    public void stopRecording()
    {
        isRecording = false;
    }
 
    private class PlayAudio extends AsyncTask<Void, Integer, Void>
    {
        @Override
        protected Void doInBackground(Void... params)
        {
            isPlaying = true;
 
            int bufferSize = AudioTrack.getMinBufferSize(frequency,
                    channelConfiguration, audioEncoding);
            short[] audiodata = new short[bufferSize / 4];
 
            try
            {
                DataInputStream dis = new DataInputStream(
                        new BufferedInputStream(new FileInputStream(
                                recordingFile)));
 
                AudioTrack audioTrack = new AudioTrack(
                        AudioManager.STREAM_MUSIC, frequency,
                        channelConfiguration, audioEncoding, bufferSize,
                        AudioTrack.MODE_STREAM);
 
                audioTrack.play();
 
                while (isPlaying && dis.available() > 0)
                {
                    int i = 0;
                    while (dis.available() > 0 && i < audiodata.length)
                    {
                        audiodata[i] = dis.readShort();
                        i++;
                    }
                    audioTrack.write(audiodata, 0, audiodata.length);
                }
 
                dis.close();
 
                startPlaybackButton.setEnabled(false);
                stopPlaybackButton.setEnabled(true);
 
            } catch (Throwable t)
            {
                Log.e("AudioTrack", "Playback Failed");
            }
 
            return null;
        }
    }
 
    private class RecordAudio extends AsyncTask<Void, Integer, Void>
    {
        @Override
        protected Void doInBackground(Void... params)
        {
            isRecording = true;
 
            try
            {
                DataOutputStream dos = new DataOutputStream(
                        new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(
                                recordingFile)));
 
                int bufferSize = AudioRecord.getMinBufferSize(frequency,
                        channelConfiguration, audioEncoding);
 
                AudioRecord audioRecord = new AudioRecord(
                        MediaRecorder.AudioSource.MIC, frequency,
                        channelConfiguration, audioEncoding, bufferSize);
 
                short[] buffer = new short[bufferSize];
                audioRecord.startRecording();
 
                int r = 0;
                while (isRecording)
                {
                    int bufferReadResult = audioRecord.read(buffer, 0,
                            bufferSize);
                    for (int i = 0; i < bufferReadResult; i++)
                    {
                        dos.writeShort(buffer[i]);
                    }
 
                    publishProgress(new Integer(r));
                    r++;
                }
 
                audioRecord.stop();
                dos.close();
            } catch (Throwable t)
            {
                Log.e("AudioRecord", "Recording Failed");
            }
 
            return null;
        }
 
        protected void onProgressUpdate(Integer... progress)
        {
            statusText.setText(progress[0].toString());
        }
 
        protected void onPostExecute(Void result)
        {
            startRecordingButton.setEnabled(true);
            stopRecordingButton.setEnabled(false);
            startPlaybackButton.setEnabled(true);
        }
    }
}

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