1. AVAudioSession 概述

最近一年一直在做IPC Camera的iOS客戶端開發(fā)。和音頻打交道，必須要弄清楚
AVAudioSession。
先看下蘋果的官方圖：

Audio Session

可以看到AVAudioSession就是用來管理多個APP對音頻硬件設備（麥克風，揚聲器）的資源使用。

舉例一下AVAudioSession可以做這些事情

• 設置自己的APP是否和其他APP音頻同時存在，還是中斷其他APP聲音
• 在手機調(diào)到靜音模式下，自己的APP音頻是否可以播放出聲音
• 電話或者其他APP中斷自己APP的音頻的事件處理
• 指定音頻輸入和輸出的設備（比如是聽筒輸出聲音，還是揚聲器輸出聲音）
• 是否支持錄音，錄音同時是否支持音頻播放

2. AVAudioSession Category

AVAudioSession的接口比較簡單。APP啟動的時候會自動幫激活AVAudioSession，當然我們可以手動激活代碼如下。

    //導入頭文件
    #import <AVFoundation/AVFoundation.h>

    //AVAudioSession是一個單例類
    AVAudioSession *session = [AVAudioSession sharedInstance];
    //AVAudioSessionCategorySoloAmbient是系統(tǒng)默認的category
    [session setCategory:AVAudioSessionCategorySoloAmbient error:nil];
    //激活AVAudioSession
    [session setActive:YES error:nil];

可以看到設置session這里有兩個參數(shù)，category和options
Category iOS下目前有七種，每種Category都對應是否支持下面四種能力

• Interrupts non-mixable apps audio：是否打斷不支持混音播放的APP
• Silenced by the Silent switch：是否會響應手機靜音鍵開關
• Supports audio input：是否支持音頻錄制
• Supports audio output：是否支持音頻播放

下面用圖表來直觀的看下每種category具體的能力集

• AVAudioSessionCategoryAmbient，只支持音頻播放。這個 Category，音頻會被靜音鍵和鎖屏鍵靜音。并且不會打斷其他應用的音頻播放。

• AVAudioSessionCategorySoloAmbient，這個是系統(tǒng)默認使用的 Category，只支持音頻播放。音頻會被靜音鍵和鎖屏鍵靜音。和AVAudioSessionCategoryAmbient不同的是，這個會打斷其他應用的音頻播放

• AVAudioSessionCategoryPlayback，只支持音頻播放。你的音頻不會被靜音鍵和鎖屏鍵靜音。適用于音頻是主要功能的APP，像網(wǎng)易云這些音樂app，鎖屏后依然可以播放。

需要注意一下，選擇支持在靜音鍵切到靜音狀態(tài)以及鎖屏鍵切到鎖屏狀態(tài)下仍然可以播放音頻 Category 時，必須在應用中開啟支持后臺音頻功能，詳見 UIBackgroundModes。

• AVAudioSessionCategoryRecord，只支持音頻錄制。不支持播放。
• AVAudioSessionCategoryPlayAndRecord，支持音頻播放和錄制。音頻的輸入和輸出不需要同步進行，也可以同步進行。需要音頻通話類應用，可以使用這個 Category。
• AVAudioSessionCategoryAudioProcessing，只支持本地音頻編解碼處理。不支持播放和錄制。
• AVAudioSessionCategoryMultiRoute，支持音頻播放和錄制。允許多條音頻流的同步輸入和輸出。（比如USB連接外部揚聲器輸出音頻，藍牙耳機同時播放另一路音頻這種特殊需求）

我們也可以通過AVAudioSession的屬性來讀取當前設備支持的Category

@property(readonly) NSArray<NSString *> *availableCategories;

這樣可以保證設備兼容性。

設置Category的代碼示例如下

NSError *setCategoryError = nil;
BOOL isSuccess = [[AVAudioSession sharedInstance] setCategory:AVAudioSessionCategoryAmbient error:&setCategoryError];
if (!success) { 
    //這里可以讀取setCategoryError.localizedDescription查看錯誤原因
}

3. AVAudioSession Mode&&Options

剛剛介紹的Category定義了七種主場景，實際開發(fā)需求中有時候需要對Category進行微調(diào)整，我們發(fā)現(xiàn)這個接口還有兩個參數(shù)Mode和Options。

/* set session category and mode with options */
- (BOOL)setCategory:(NSString *)category mode:(NSString *)mode options:(AVAudioSessionCategoryOptions)options error:(NSError **)outError API_AVAILABLE(ios(10.0), watchos(3.0), tvos(10.0));

AVAudioSession Mode

我們通過讀取下面這條屬性獲取當前設備支持的Mode

@property(readonly) NSArray<NSString *> *availableModes;

iOS下有七種mode來定制我們的Category行為

下面逐一介紹下每個Mode

• AVAudioSessionModeDefault，默認模式,與所有的 Category 兼容

• AVAudioSessionModeVoiceChat，適用于VoIP 類型的應用。只能是 AVAudioSessionCategoryPlayAndRecord Category下。在這個模式系統(tǒng)會自動配置AVAudioSessionCategoryOptionAllowBluetooth 這個選項。系統(tǒng)會自動選擇最佳的內(nèi)置麥克風組合支持語音聊天。

• AVAudioSessionModeVideoChat，用于視頻聊天類型應用，只能是 AVAudioSessionCategoryPlayAndRecord Category下。適在這個模式系統(tǒng)會自動配置 AVAudioSessionCategoryOptionAllowBluetooth 和 AVAudioSessionCategoryOptionDefaultToSpeaker 選項。系統(tǒng)會自動選擇最佳的內(nèi)置麥克風組合支持視頻聊天。

• AVAudioSessionModeGameChat，適用于游戲類應用。使用 GKVoiceChat 對象的應用會自動設置這個模式和 AVAudioSessionCategoryPlayAndRecord Category。實際參數(shù)和AVAudioSessionModeVideoChat一致

• AVAudioSessionModeVideoRecording，適用于使用攝像頭采集視頻的應用。只能是 AVAudioSessionCategoryPlayAndRecord 和 AVAudioSessionCategoryRecord 這兩個 Category下。這個模式搭配 AVCaptureSession API 結(jié)合來用可以更好地控制音視頻的輸入輸出路徑。(例如，設置 automaticallyConfiguresApplicationAudioSession 屬性，系統(tǒng)會自動選擇最佳輸出路徑。

• AVAudioSessionModeMeasurement，最小化系統(tǒng)。只用于 AVAudioSessionCategoryPlayAndRecord、AVAudioSessionCategoryRecord、AVAudioSessionCategoryPlayback 這幾種 Category。

• AVAudioSessionModeMoviePlayback，適用于播放視頻的應用。只用于 AVAudioSessionCategoryPlayback 這個Category。

AVAudioSession Options

我們還可以使用options去微調(diào)Category行為，如下表

調(diào)優(yōu)我們的Category

通過Category和合適的Mode和Options的搭配我們可以調(diào)優(yōu)出我們的效果，下面舉兩個應用場景:

用過高德地圖的都知道，在后臺播放QQ音樂的時候，如果導航語音出來，QQ音樂不會停止，而是被智能壓低和混音，等導航語音播報完后，QQ音樂正常播放，這里我們需要后臺播放音樂，所以Category使用AVAudioSessionCategoryPlayback，需要混音和智能壓低其他APP音量，所以Options選用 AVAudioSessionCategoryOptionMixWithOthers和AVAudioSessionCategoryOptionDuckOthers

代碼示例如下

 BOOL isSuccess = [[AVAudioSession sharedInstance] setCategory:AVAudioSessionCategoryPlayback withOptions:AVAudioSessionCategoryOptionMixWithOthers | AVAudioSessionCategoryOptionDuckOthers error:&setCategoryError];

又或者我希望AVAudioSessionCategoryPlayAndRecord這個Category默認的音頻由揚聲器播放，那么可以調(diào)用這個接口去調(diào)整Category

- (BOOL)setCategory:(NSString *)category withOptions:(AVAudioSessionCategoryOptions)options error:(NSError **)outError

通過選擇合適和Category，mode和options，就可以調(diào)優(yōu)音頻的輸入輸出，來滿足日常開發(fā)需求（需要注意的是Category，mode，option是搭配使用的，而不是簡單組合，也就是說某種Category支持某些mode和option，從上面的表中也可以看出這一點）

4. 音頻中斷處理

其他APP或者電話會中斷我們的APP音頻，所以相應的我們要做出處理。
我們可以通過監(jiān)聽AVAudioSessionInterruptionNotification這個key獲取音頻中斷事件

回調(diào)回來Userinfo有鍵值

• AVAudioSessionInterruptionTypeKey：
  取值AVAudioSessionInterruptionTypeBegan表示中斷開始
  取值AVAudioSessionInterruptionTypeEnded表示中斷結(jié)束

中斷開始：我們需要做的是保存好播放狀態(tài)，上下文，更新用戶界面等
中斷結(jié)束：我們要做的是恢復好狀態(tài)和上下文，更新用戶界面，根據(jù)需求準備好之后選擇是否激活我們session。

選擇不同的音頻播放技術，處理中斷方式也有差別，具體如下:

• System Sound Services：使用 System Sound Services 播發(fā)音頻，系統(tǒng)會自動處理，不受APP控制，當中斷發(fā)生時，音頻播放會靜音，當中斷結(jié)束后，音頻播放會恢復。

• AV Foundation framework：AVAudioPlayer 類和 AVAudioRecorder 類提供了中斷開始和結(jié)束的 Delegate 回調(diào)方法來處理中斷。中斷發(fā)生，系統(tǒng)會自動停止播放，需要做的是記錄播放時間等狀態(tài)，更新用戶界面，等中斷結(jié)束后，再次調(diào)用播放方法，系統(tǒng)會自動激活session。

• Audio Queue Services, I/O audio unit：使用aduio unit這些技術需要處理中斷，需要做的是記錄播放或者錄制的位置，中斷結(jié)束后自己恢復audio session。

• OpenAL：使用 OpenAL 播放時，同樣需要自己監(jiān)聽中斷。管理 OpenAL上下文，用戶中斷結(jié)束后恢復audio session。

需要注意的是：1. 有中斷開始事件，不一定對應有中斷結(jié)束事件，所以需要在用戶進入前臺，點擊UI操作的時候，需要保存好播放狀態(tài)和對Audio Session管理，以便不影響APP的音頻功能。2.音頻資源競爭上，一定是電話優(yōu)先。3. AVAudioSession同樣可以監(jiān)聽外設音頻狀態(tài)，比如耳機拔入拔出。這里不做累述

5. AVAudioSession總結(jié)

AVAudioSession的作用就是管理音頻這一唯一硬件資源的分配，通過調(diào)優(yōu)合適的AVAudioSession來適配我們的APP對于音頻的功能需求。切換音頻場景時候，需要相應的切換AVAudioSession。

參考文獻：Audio Session Programming Guide