iOS开发系列--音频播放（音效和音乐）播放本地的

时间：2023-03-08 15:25:39
iOS开发系列--音频播放（音效和音乐）播放本地的

音频

在iOS中音频播放从形式上可以分为音效播放和音乐播放。前者主要指的是一些短音频播放，通常作为 点缀音频，对于这类音频不需要进行进度、循环等控制。后者指的是一些较长的音频，通常是主音频，对于这些音频的播放通常需要进行精确的控制。在iOS中播 放两类音频分别使用AudioToolbox.framework和AVFoundation.framework来完成音效和音乐播放。

音效

AudioToolbox.framework 是一套基于C语言的框架，使用它来播放音效其本质是将短音频注册到系统声音服务（System Sound Service）。System Sound Service是一种简单、底层的声音播放服务，但是它本身也存在着一些限制：

  • 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（注意这是官方文档的说法，实际测试发现一些.mp3也可以播放）

使用System Sound Service 播放音效的步骤如下：

      1. 调用AudioServicesCreateSystemSoundID(   CFURLRef  inFileURL, SystemSoundID*   outSystemSoundID)函数获得系统声音ID。
      2. 如果需要监听播放完成操作，则使用AudioServicesAddSystemSoundCompletion(  SystemSoundID inSystemSoundID,
        CFRunLoopRef 
        inRunLoop, CFStringRef  inRunLoopMode,
        AudioServicesSystemSoundCompletionProc  inCompletionRoutine, void* 
        inClientData)        方法注册回调函数。

      3. 调用AudioServicesPlaySystemSound(SystemSoundID inSystemSoundID) 或者AudioServicesPlayAlertSound(SystemSoundID inSystemSoundID) 方法播放音效（后者带有震动效果）。下面是一个简单的示例程序：

    1. 首先得有两个框架AudioToolbox.framework和AVFoundation.framework，然后在工程中拖入音效文件，比如：kakao短信铃声.caf
      （音频文件必须打包成.caf、.aif、.wav中的一种都可以）
    2. 引入头文件#import <AudioToolbox/AudioToolbox.h>
    3. #import "DetailViewController.h"
#import <AudioToolbox/AudioToolbox.h>

@interface DetailViewController ()

@end

@implementation DetailViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];

    [self playSoundEffect:@"kakao短信铃声.caf"];
}

/**
 *  播放完成回调函数
 *
 *  @param soundID    系统声音ID
 *  @param clientData 回调时传递的数据
 */
void soundCompleteCallback(SystemSoundID soundID,void * clientData){
    NSLog(@"播放完成...");
}

/**
 *  播放音效文件
 *
 *  @param name 音频文件名称
 */
-(void)playSoundEffect:(NSString *)name{
    NSString *audioFile=[[NSBundle mainBundle] pathForResource:name ofType:nil];
    NSURL *fileUrl=[NSURL fileURLWithPath:audioFile];
    //1.获得系统声音ID
    SystemSoundID soundID=0;
    /**
     * inFileUrl:音频文件url
     * outSystemSoundID:声音id（此函数会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), &soundID);
    //如果需要在播放完之后执行某些操作，可以调用如下方法注册一个播放完成回调函数
    AudioServicesAddSystemSoundCompletion(soundID, NULL, NULL, soundCompleteCallback, NULL);
    //2.播放音频
    AudioServicesPlaySystemSound(soundID);//播放音效
//    AudioServicesPlayAlertSound(soundID);//播放音效并震动
}

@end

    4. 音乐播放

      音乐

      如果播放较大的音频或者要对音频有精确的控制则System Sound Service可能就很难满足实际需求了，通常这种情况会选择使用AVFoundation.framework中的AVAudioPlayer来实现。 AVAudioPlayer可以看成一个播放器，它支持多种音频格式，而且能够进行进度、音量、播放速度等控制。首先简单看一下AVAudioPlayer常用的属性和方法：

      属性 说明
      @property(readonly, getter=isPlaying) BOOL playing 是否正在播放，只读
      @property(readonly) NSUInteger numberOfChannels 音频声道数，只读
      @property(readonly) NSTimeInterval duration 音频时长
      @property(readonly) NSURL *url 音频文件路径，只读
      @property(readonly) NSData *data 音频数据，只读
      @property float pan 立体声平衡，如果为-1.0则完全左声道，如果0.0则左右声道平衡，如果为1.0则完全为右声道
      @property float volume 音量大小，范围0-1.0
      @property BOOL enableRate 是否允许改变播放速率
      @property float rate 播放速率，范围0.5-2.0，如果为1.0则正常播放，如果要修改播放速率则必须设置enableRate为YES
      @property NSTimeInterval currentTime 当前播放时长
      @property(readonly) NSTimeInterval deviceCurrentTime 输出设备播放音频的时间，注意如果播放中被暂停此时间也会继续累加
      @property NSInteger numberOfLoops 循环播放次数，如果为0则不循环，如果小于0则无限循环，大于0则表示循环次数
      @property(readonly) NSDictionary *settings 音频播放设置信息，只读
      @property(getter=isMeteringEnabled) BOOL meteringEnabled 是否启用音频测量，默认为NO，一旦启用音频测量可以通过updateMeters方法更新测量值
      对象方法 说明
      - (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
      - (instancetype)initWithData:(NSData *)data error:(NSError **)outError 使用NSData初始化播放器，注意使用此方法时必须文件格式和文件后缀一致，否则出错，所以相比此方法更推荐使用上 述方法或- (instancetype)initWithData:(NSData *)data fileTypeHint:(NSString *)utiString error:(NSError **)outError方法进行初始化
      - (BOOL)prepareToPlay; 加载音频文件到缓冲区，注意即使在播放之前音频文件没有加载到缓冲区程序也会隐式调用此方法。
      - (BOOL)play; 播放音频文件
      - (BOOL)playAtTime:(NSTimeInterval)time 在指定的时间开始播放音频
      - (void)pause; 暂停播放
      - (void)stop; 停止播放
      - (void)updateMeters 更新音频测量值，注意如果要更新音频测量值必须设置meteringEnabled为YES，通过音频测量值可以即时获得音频分贝等信息
      - (float)peakPowerForChannel:(NSUInteger)channelNumber; 获得指定声道的分贝峰值，注意如果要获得分贝峰值必须在此之前调用updateMeters方法
      - (float)averagePowerForChannel:(NSUInteger)channelNumber 获得指定声道的分贝平均值，注意如果要获得分贝平均值必须在此之前调用updateMeters方法
      @property(nonatomic, copy) NSArray *channelAssignments 获得或设置播放声道
      代理方法 说明
      - (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的使用比较简单：

      1. 初始化AVAudioPlayer对象，此时通常指定本地文件路径。
      2. 设置播放器属性，例如重复次数、音量大小等。
      3. 调用play方法播放。

      下面就使用AVAudioPlayer实现一个简单播放器，在这个播放器中实现了播放、暂停、显示播放进度功能，当然例如调节音量、设置循环模式、甚至是声波图像（通过分析音频分贝值）等功能都可以实现，这里就不再一一演示。界面效果如下：

    6. 当然由于AVAudioPlayer一次只能播放一个音频文件，所有上一曲、下一曲其实可以通过创建多个播放器对象来完成，这里暂不实现。播放进度的实现 主要依靠一个定时器实时计算当前播放时长和音频总时长的比例，另外为了演示委托方法，下面的代码中也实现了播放完成委托方法，通常如果有下一曲功能的话播 放完可以触发下一曲音乐播放。下面是主要代码：
    7. 首先得有两个框架AudioToolbox.framework和AVFoundation.framework，然后在工程中拖入音效文件，比如：刘若英 幸福就是.mp3
      1. #import <AVFoundation/AVFoundation.h>导入头文件里面，实现<AVAudioPlayerDelegate>协议
      2. 下面代码就是：#import "DetailViewController.h"
        #import <AVFoundation/AVFoundation.h>

        #define kMusicFile @"刘若英 幸福就是.mp3"
        #define kMusicSinger @"刘若英"
        #define kMusicTitle @"幸福就是"

        @interface DetailViewController ()<AVAudioPlayerDelegate>
        {

        AVAudioPlayer *_audioPlayer;  //播放器
            UILabel *_controlPanel; //控制面板
            UIProgressView *_playProgress; // 播放进度
            UILabel *_musicSinger;
            UIButton *_playOrPause;  //播放、暂停按钮
            
            NSTimer *_timer; //进度更新定时器
        }

        @end

        @implementation DetailViewController

        - (void)viewDidLoad {
            [super viewDidLoad];
            // Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.
         
            self.view.backgroundColor = [UIColor whiteColor];
            [self setUpUI];
        }

        ///**
        // *  显示当面视图控制器时注册远程事件
        // *
        // *  @param animated 是否以动画的形式显示
        // */
        //-(void)viewWillAppear:(BOOL)animated{
        //    [super viewWillAppear:animated];
        //    //开启远程控制
        //    [[UIApplication sharedApplication] beginReceivingRemoteControlEvents];
        //
        //    
        //}
        ///**
        // *  当前控制器视图不显示时取消远程控制
        // *
        // *  @param animated 是否以动画的形式消失
        // */
        //-(void)viewWillDisappear:(BOOL)animated{
        //    [super viewWillDisappear:animated];
        //    [[UIApplication sharedApplication] endReceivingRemoteControlEvents];
        //
        //  
        //}
        /*
         初始化UI
         */
        -(void)setUpUI{

        self.title = kMusicTitle;
            
        //    
            _controlPanel = [[UILabel alloc]initWithFrame:CGRectMake(0, self.view.frame.size.height-150, self.view.frame.size.width, 150)];
            _controlPanel.backgroundColor = [UIColor grayColor];
            [self.view addSubview:_controlPanel];
            
            _playProgress = [[UIProgressView alloc]initWithFrame:CGRectMake(0, self.view.frame.size.height-100, self.view.frame.size.width, 2)];
            [self.view addSubview:_playProgress];

        _musicSinger = [[UILabel alloc]initWithFrame:CGRectMake(0, _controlPanel.frame.origin.y+10,_controlPanel.frame.size.width, 25)];
            _musicSinger.textAlignment = NSTextAlignmentLeft;
            _musicSinger.textColor = [UIColor whiteColor];
            _musicSinger.text = kMusicSinger;
            [self.view addSubview:_musicSinger];

        //
            _playOrPause = [UIButton buttonWithType:UIButtonTypeCustom];
            _playOrPause.frame = CGRectMake(self.view.frame.size.width/2.6,_playProgress.frame.origin.y+20, 50, 50);
            [_playOrPause addTarget:self action:@selector(playClick:) forControlEvents:UIControlEventTouchUpInside];
            _playOrPause.backgroundColor = [UIColor whiteColor];
            _playOrPause.layer.cornerRadius=25;
            _playOrPause.layer.masksToBounds=YES;
            [self.view addSubview:_playOrPause];
            
            [self audioPlayer];
            [self timer];
        }

        -(NSTimer *)timer{
            if (!_timer) {
                _timer=[NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:0.5 target:self selector:@selector(updateProgress) userInfo:nil repeats:true];
            }
            return _timer;
        }
        /**
         *  创建播放器
         *
         *  @return 音频播放器
         */
        -(AVAudioPlayer *)audioPlayer{
            
            if (!_audioPlayer) {
            
                NSString *urlString = [[NSBundle mainBundle]pathForResource:kMusicFile ofType:nil];
                NSURL *url = [NSURL fileURLWithPath:urlString];
                
                NSError *error = nil;
                //初始化播放器
                _audioPlayer = [[AVAudioPlayer alloc]initWithContentsOfURL:url error:&error];
                //设置播放器属性
                _audioPlayer.numberOfLoops = 0;//不循环播放
                _audioPlayer.delegate = self;
                [_audioPlayer prepareToPlay]; //加载音频文件到缓存
                if (error) {
                    NSLog(@"初始化播放器过程发生错误,错误信息:%@",error.localizedDescription);
                    return nil;
                }
                
        //        //设置后台播放模式
        //        AVAudioSession *audioSession=[AVAudioSession sharedInstance];
        //        [audioSession setCategory:AVAudioSessionCategoryPlayback error:nil];
        //       
        //        [audioSession setActive:YES error:nil];
        //        //添加通知，拔出耳机后暂停播放
        //        [[NSNotificationCenter defaultCenter] addObserver:self selector:@selector(routeChange:) name:AVAudioSessionRouteChangeNotification object:nil];
            }

        return _audioPlayer;
        }

        /**
         *  播放音频
         */
        -(void)play{
            if (![_audioPlayer isPlaying]) {
                [_audioPlayer play];
                _timer.fireDate = [NSDate distantPast];//恢复定时器
            }

        }

        /**
         *  暂停音频
         */
        -(void)pause{
            if ([_audioPlayer isPlaying]) {
                [_audioPlayer pause];
                _timer.fireDate = [NSDate distantFuture];//暂停定时器，注意不能调用invalidate方法，此方法会取消，之后无法恢复
            }

        }

        /**
         *  点击播放/暂停按钮  触摸事件
         *
         *  @param sender 播放/暂停按钮
         */

        -(void)playClick:(UIButton *)sender{
            if (sender.tag) {
                sender.tag = 0;
                sender.backgroundColor = [UIColor redColor];
                [self pause];
            }else{
            
                sender.tag = 1;
                 sender.backgroundColor = [UIColor blueColor];
                [self play];
            }

        }

        /**
         *  更新播放进度
         */
        -(void)updateProgress{
            float progress= _audioPlayer.currentTime /_audioPlayer.duration;
            [_playProgress setProgress:progress animated:true];
        }

        ///**
        // *  一旦输出改变则执行此方法
        // *
        // *  @param notification 输出改变通知对象
        // */
        //-(void)routeChange:(NSNotification *)notification{
        //    NSDictionary *dic=notification.userInfo;
        //    int changeReason= [dic[AVAudioSessionRouteChangeReasonKey] intValue];
        //    //等于AVAudioSessionRouteChangeReasonOldDeviceUnavailable表示旧输出不可用
        //    if (changeReason==AVAudioSessionRouteChangeReasonOldDeviceUnavailable) {
        //        AVAudioSessionRouteDescription *routeDescription=dic[AVAudioSessionRouteChangePreviousRouteKey];
        //        AVAudioSessionPortDescription *portDescription= [routeDescription.outputs firstObject];
        //        //原设备为耳机则暂停
        //        if ([portDescription.portType isEqualToString:@"Headphones"]) {
        //            [self pause];
        //        }
        //    }
        //
        //}
        //
        //-(void)dealloc{
        //    [[NSNotificationCenter defaultCenter] removeObserver:self name:AVAudioSessionRouteChangeNotification object:nil];
        //}

        #pragma mark - 播放器代理方法
        -(void)audioPlayerDidFinishPlaying:(AVAudioPlayer *)player successfully:(BOOL)flag{
            NSLog(@"音乐播放完成...");
            
        //    //根据实际情况播放完成可以将会话关闭，其他音频应用继续播放
        //    [[AVAudioSession sharedInstance]setActive:NO error:nil];
        }@end以上注释的代码就是程序退出后台音乐仍然可以播放的功能的实现，但后台退出有耳机不能播放哦

      3. 音频会话

        事实上上面的播放器还存在一些问题，例如通常我们看到的播放器即使退出到后台也是可以播放的，而这个播放器如果退出到后台它会自动暂停。如果要支持后台播放需要做下面几件事情：

        1.设置后台运行模式：在plist文件中添加Required background modes，并且设置item 0=App plays audio or streams audio/video using AirPlay（其实可以直接通过Xcode在Project Targets-Capabilities-Background Modes中设置）

        iOS开发系列--音频播放（音效和音乐）播放本地的

        2.设置AVAudioSession的类型为AVAudioSessionCategoryPlayback并且调用setActive::方法启动会话。

            AVAudioSession *audioSession=[AVAudioSession sharedInstance];
    [audioSession setCategory:AVAudioSessionCategoryPlayback error:nil];
    [audioSession setActive:YES error:nil];

        3.为了能够让应用退到后台之后支持耳机控制，建议添加远程控制事件（这一步不是后台播放必须的）

        前两步是后台播放所必须设置的，第三步主要用于接收远程事件，这部分内容之前的文章中有详细介绍，如果这一步不设置虽让也能够在后台播放，但是无法 获得音频控制权（如果在使用当前应用之前使用其他播放器播放音乐的话，此时如果按耳机播放键或者控制中心的播放按钮则会播放前一个应用的音频），并且不能 使用耳机进行音频控制。第一步操作相信大家都很容易理解，如果应用程序要允许运行到后台必须设置，正常情况下应用如果进入后台会被挂起，通过该设置可以上 应用程序继续在后台运行。但是第二步使用的AVAudioSession有必要进行一下详细的说明。

        在iOS中每个应用都有一个音频会话，这个会话就通过AVAudioSession来表示。AVAudioSession同样存在于 AVFoundation框架中，它是单例模式设计，通过sharedInstance进行访问。在使用Apple设备时大家会发现有些应用只要打开其他 音频播放就会终止，而有些应用却可以和其他应用同时播放，在多种音频环境中如何去控制播放的方式就是通过音频会话来完成的。下面是音频会话的几种会话模 式：

        会话类型 说明 是否要求输入 是否要求输出 是否遵从静音键
        AVAudioSessionCategoryAmbient 混音播放，可以与其他音频应用同时播放 否 是 是
        AVAudioSessionCategorySoloAmbient 独占播放 否 是 是
        AVAudioSessionCategoryPlayback 后台播放，也是独占的 否 是 否
        AVAudioSessionCategoryRecord 录音模式，用于录音时使用 是 否 否
        AVAudioSessionCategoryPlayAndRecord 播放和录音，此时可以录音也可以播放 是 是 否
        AVAudioSessionCategoryAudioProcessing 硬件解码音频，此时不能播放和录制 否 否 否
        AVAudioSessionCategoryMultiRoute 多种输入输出，例如可以耳机、USB设备同时播放 是 是 否

        注意：是否遵循静音键表示在播放过程中如果用户通过硬件设置为静音是否能关闭声音。

        根据前面对音频会话的理解，相信大家开发出能够在后台播放的音频播放器并不难，但是注意一下，在前面的代码中也提到设置完音频会话类型之后需要调用 setActive::方法将会话激活才能起作用。类似的，如果一个应用已经在播放音频，打开我们的应用之后设置了在后台播放的会话类型，此时其他应用的 音频会停止而播放我们的音频，如果希望我们的程序音频播放完之后（关闭或退出到后台之后）能够继续播放其他应用的音频的话则可以调用 setActive::方法关闭会话。

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