Android MediaPlayer 框架UML圖

Android開發交流群：50342056

目的

本文用一個UML類圖，講解mp3文件播放的框架流程。內容以下幾個方面：

1.UML類圖

2.stagefrightPlayer是如何創建的；

3.mp3文件的解析和解碼的簡單介紹

4.播放mp3文件過程中，生產者和消費者的關系；

5.openmax和stagefright框架的消息機制

UML類圖

stagefrightPlayer是如何創建的

對照著UML圖，看下StagefrightPlayer創建的過程。

故事的開始是Java層的MediaPlayer調用了setDataSource這個函數（參數為一個path），導致native對應的MediaPlayer 通過Binder通信機制在MediaPlayerService中開辟了一個“戶口”，即創建Client對象，這個對象是個匿名的Binder。這個“戶口”在native MediaPlayer中表現為一個IMediaPlayer的接口。

上述過程代碼如下:

路徑：frameworks/av/media/libmedia/MediaPlayer.cpp:setDataSource

            sp player(service->create(this, mAudioSessionId));
            if ((NO_ERROR != doSetRetransmitEndpoint(player)) ||
                (NO_ERROR != player->setDataSource(url, headers))) {
                player.clear();
            }
            err = attachNewPlayer(player);

創建了IMediaPlayer對象之後，就調用其setDataSource方法。經過Binder的通信機制一番的轉換之後，調用流程來到MediaPlayerService.cpp中：

代碼路徑：frameworks/av/media/libmediaplayerservice/MediaPlayerService

status_t MediaPlayerService::Client::setDataSource(
        const char *url, const KeyedVector *headers)
{
    ALOGV("setDataSource(%s)", url);
    if (url == NULL)
        return UNKNOWN_ERROR;

    if ((strncmp(url, "http://", 7) == 0) ||
        (strncmp(url, "https://", 8) == 0) ||
        (strncmp(url, "rtsp://", 7) == 0)) {
        if (!checkPermission("android.permission.INTERNET")) {
            return PERMISSION_DENIED;
        }
    }

    if (strncmp(url, "content://", 10) == 0) {
        // get a filedescriptor for the content Uri and
        // pass it to the setDataSource(fd) method

        String16 url16(url);
        int fd = android::openContentProviderFile(url16);
        if (fd < 0)
        {
            ALOGE("Couldn't open fd for %s", url);
            return UNKNOWN_ERROR;
        }
        setDataSource(fd, 0, 0x7fffffffffLL); // this sets mStatus
        close(fd);
        return mStatus;
    } else {
        player_type playerType = MediaPlayerFactory::getPlayerType(this, url);
        sp p = setDataSource_pre(playerType);
        if (p == NULL) {
            return NO_INIT;
        }

        setDataSource_post(p, p->setDataSource(url, headers));
        return mStatus;
    }
}

上面大段的代碼和分析流程沒有關系，skim it。要創建一個合適的播放器，就要分析文件的格式，根據文件的格式來匹配一個合適的播放器。這個工作交給了MediaPlayerFactory。在其中注冊了許多的工廠用於生產一個合適的播放器。基本原理就是讀取歌曲文件的開頭一段字節，根據相關的container來解析歌曲的格式，做的粗糙一點的話就直接根據後綴名來判斷了。這其中的實現取決於廠商或者組件提供商了。

不管怎麼樣，我們現在假設MediaPlayerFactory根據路徑得到了一個合適的播放器，它的基類是MediaPlayerBase。android中默認的是StagefrightPlayer，繼承了MediaPlayerBase。於是StagefrightPlayer在工廠中被生產出來了。然後調用其setDataSource。

其實StagefrightPlayer只是一個空殼，真正的工作是AwesomePlayer去做，這個對象在StagefrightPlayer構造函數中產生。看到這裡的時候一定要記得看看UML類圖。看看他們兩個之間的關系。於是這個path最終就保存到了AwesomePlayer內部。

mp3文件的解析和解碼的簡單介紹

Java層的MediaPlayer設置完路徑之後，還要調用prepare。調用流程和上面設置路徑一樣：MediaPlayer->Client->StagefrightPlayer->AwesomePlayer，略過不表。AwesomePlayer的prepare做了兩件事情。給AwesomePlayer的事件隊列發送一條Event，然後等待這個事件的處理完成。

事件的處理在onPrepareAsyncEvent()函數中完成。做了以下工作：

1.創建一個原始Audio Track流。從這個流中讀取壓縮數據；對應於圖中的mAudioTrack。

2.創建一個讀取pcm數據的流。對應於圖中的mAudioSource。

mAudioTrack實際指向一個Mp3Source，而mAudioSource指向一個OMXCodec。Mp3Source提供Mp3原始數據供OMXCodec解碼，然後把解碼完成之後的數據傳遞給AudioPlayer。OMXCodec的解碼工作實際上是由具體的解碼組件完成。一個OMXCodec對應一個Omx中的node instance，node instance操作解碼組件。而node instance提供calback接受組件的消息。

圖中藍色部分表示讀取原始mp3文件流程；綠色表示組件的callback 傳遞流程；

播放mp3文件過程中，生產者和消費者的關系

播放過程中存在兩組生產者和消費者。

第一組：原始數據的生產者，Mp3Source；原始數據消費者OMXCodec；

第二組：pcm數據的提供者OMXCodec和pcm數據的消費者AudioPlayer。

其中AudioPlayer其實是一個中間橋梁，真正的pcm數據的消費者是AudioTrack。它不斷的通過callback機制來從AudioPlayer中讀取pcm數據。

openmax和stagefright框架的消息機制

這一部分有兩條主線：

1.OMXCodec如何操作組件；

2.組件的消息如何傳遞到StagefrightPlayer。

首先說第一條：OMXCodec的構造函數會調用omx的接口創建一個OMXNodeInstance實例，通過OMXNodeInstance實例來操作組件；在創建OMXNodeInstance的同時會傳遞給OMXNodeInstance一個觀察者OMXCodecObserver。一旦OMXNodeInstance接收到來自組件的消息，就會通過這個觀察者把消息傳遞給OMXCodec。

在解碼過程中如果OMXCodec發生了錯誤，AudioPlayer會檢測到read錯誤，會把相關的信息通過AwesomePlayer傳遞到StagefrightPlayer中去。進而通知到native的MediaPlayer。最後透過jni會post給java的MediaPlayer。