Android系统可以分为应用层、Framework层、系统运行库层、HAL层、Linux内核层，Audio子系统也是一样的。

 

1.应用层

1.1 职责

处理用户交互，直接调用 Android SDK 提供的音频 API 实现播放、录音、音效控制等功能，应用层是整个音频体系的最上层，厂商可以根据特定需求调用系统接口自己开发音乐播放器软件。

1.2 调用API

播放场景：

API	适用场景	特点
MediaPlayer	播放压缩文件（MP3/AAC）	自动解码，高内存占用
AudioTrack	播放 PCM 数据（如实时生成音频）	低层级控制，支持流模式和静态模式
AAudio	低延迟播放（Android O+）	直接与 HAL 交互，延迟 <10ms
SoundPool	短音效（游戏按键音）	预加载，低延迟触发

录音场景：

API	适用场景	特点
MediaRecorder	录制压缩文件（AMR/MP4）	自动编码，简单易用
AudioRecord	录制 PCM 数据（如语音处理）	支持实时处理原始数据

1.3​​​​​​示例流程

1.3.1播放音乐

应用调用 MediaPlayer → 解码音频文件 → 通过 AudioTrack 提交 PCM 数据到框架层。

1.3.2录音

应用调用 AudioRecord → 从框架层获取麦克风采集的 PCM 数据。

2.框架层

2.1 职责

框架层包括两部分，一部分是提供音频数据采集（录音）和输出（播放）的接口，另一部分是协调应用层的音频请求，管理策略（如路由、音量、焦点），连接应用层与 Native 层。

2.2 关键组件

 ​​2.2.1音频数据采集和输出

• MediaPlayer/MediaRecorder：用于播放/录制媒体文件（如 MP3、AAC），封装了编解码和流管理。
• AudioTrack/AudioRecord：直接操作 PCM 数据的低级 API，适合实时音频流（如 VoIP、音乐合成）。
• SoundPool：短音频播放（如游戏音效），支持预加载和低延迟触发。
• AAudio（Android O+）：高性能、低延迟的 API，绕过复杂框架层，直接与 HAL 交互。
• AudioManager：管理音频焦点、音量模式（静音/振动）、设备状态（如耳机插入）。

2.2.2音频策略管理

AudioService：系统服务，管理全局音频策略：

• 处理音频焦点冲突（如电话打断音乐播放）。
• 控制音量曲线（不同流类型独立调节）。
• 监听设备状态（耳机插拔、蓝牙连接）。

AudioSystem：Java 层与 Native 层（如 AudioFlinger）的桥梁，传递音频参数和控制命令。

2.3交互流程 

当应用调用 AudioTrack.write() 时，数据通过 JNI 传递到 Native 层的 AudioFlinger。

2.4代码路径

2.4.1音频采集与输出

• frameworks/base/media/java/android/media/AudioTrack.java、AudioRecord.java、AudioManager.java
• frameworks/base/media/java/android/media/audiofx/音效相关类（如均衡器 Equalizer.java）

2.4.2音频策略

• frameworks/base/services/core/java/com/android/server/audio/

AudioService.java：音频策略和系统服务管理

• frameworks/base/media/java/android/media/AudioSystem.java

与 Native 层 AudioSystem 交互的桥梁

3.native层

3.1 职责

实现音频数据的混合（Mix）、路由、音效处理，管理硬件资源。

3.2 关键组件

3.2.1AudioFlinger

核心功能：

• 混音（Mix）：将多个音频流（如音乐、系统提示音）混合为单个输出流。
• 音频效果链：应用全局或流级别的音效（如均衡器、混响）。
• 资源分配：管理音频缓冲区（DMA 内存）、线程调度（如实时播放线程）。
• FastMixer：低延迟路径（如 AAudio 使用），绕过部分处理逻辑。

3.2.2AudioPolicyManager

核心功能：

• 设备路由：根据设备优先级（如耳机 > 扬声器）选择输入/输出设备。
• 策略决策：例如蓝牙连接时自动切换音频输出，或通话时禁用媒体播放。
• 音量策略：为不同音频流类型（如音乐、通话）定义独立的音量控制规则

​​​​​​​3.3 示例流程

插入耳机 → AudioPolicyManager 检测到设备变化 → 通知 AudioFlinger 将输出路由到耳机。

​​​​​​​3.4 代码路径

• AudioFlinger（音频混合与处理核心）

frameworks/av/services/audioflinger/

AudioFlinger.cpp：音频流的创建、混音逻辑

Threads.cpp：音频线程管理（MixerThread、PlaybackThread）

Effects.cpp：音效处理模块

• AudioPolicy（音频策略管理）

frameworks/av/services/audiopolicy/

managerdefault/：默认策略实现

Engine/：音频策略引擎（设备路由、音量规则）

common/：通用接口定义

• AAudio 实现

frameworks/av/media/libaaudio/

AAudioService.cpp：AAudio 服务的 Native 实现

4.HAL层

​​​​​​​4.1 职责

抽象硬件差异，提供统一的接口供 Android 系统调用，由芯片厂商实现具体驱动逻辑。

​​​​​​​4.2 关键组件

• Audio HAL 接口：定义在 audio.h 中（如 open_output_stream(), write()）。

厂商实现：

高通：hardware/qcom/audio/hal/（实现 PCM 数据传输、音量控制、编解码）。

其他厂商：如 MTK、华为提供各自的 HAL 实现。

• HAL 扩展：

Effects HAL：硬件加速的音效处理（如杜比全景声）。

Sound Trigger HAL：低功耗语音唤醒（如 "Hey Google"）。

​​​​​​​4.3示例流程

AudioFlinger 调用 HAL 的 write() → 数据通过 ALSA 驱动写入硬件缓冲区。

​​​​​​​4.4代码路径

• Audio HAL 接口定义
• hardware/libhardware/include/hardware/audio.h

HAL 核心接口（如 audio_hw_device、audio_stream_out）

• HAL 实现示例（参考设计）
• hardware/qcom/audio/（高通平台示例）

hal/：HAL 实现代码（如 audio_hw.c）

device/generic/car/emulator/audio/（模拟器参考实现）

• HIDL 接口（Android 8.0+）
• hardware/interfaces/audio/

core/：Audio HAL 的 HIDL 接口定义（如 IDevicesFactory.hal）

5.驱动/内核层

​​​​​​​ 5.1 职责

管理音频硬件设备（如 DAC/ADC），提供底层驱动支持。

​​​​​​​ 5.2关键组件

• ALSA 框架（Advanced Linux Sound Architecture）：
  1. PCM 接口：传输原始音频数据（如 snd_pcm_writei()）。
  2. Mixer 控制：调节硬件参数（增益、声道平衡）。
• 平台专用驱动：
  1. 高通：kernel/techpack/audio/（处理 DSP 交互、低延迟优化）。
  2. 联发科：基于 TinyALSA 的定制驱动

5.3代码路径 

ALSA 驱动（通用音频驱动）：

• kernel/sound/

ALSA 核心驱动代码（如 PCM、Mixer 模块）

平台特定驱动（如高通）：

• kernel/techpack/audio/

高通平台的音频驱动实现（如 DSP 交互）

TinyALSA 工具：

• external/tinyalsa/

tinymix、tinyplay、tinycap 命令行工具源码

5.4调试工具

• tinymix：查看和修改 Mixer 控件。
• tinyplay/tinycap：直接播放或录制 PCM 数据，绕过上层框架。

6.硬件层

​​​​​​​6.1 职责

物理设备处理音频信号的输入和输出。

​​​​​​​6.2 关键组件

 输入设备：麦克风、Line-in 接口。

输出设备：扬声器、耳机、蓝牙音频（A2DP）、HDMI。

专用芯片：

1. DSP：处理降噪、回声消除（如 Qualcomm Hexagon）。
2. Codec 芯片：数模转换（DAC）和模数转换（ADC）。    

6.3数据交互示例

• 播放音乐：应用 → MediaPlayer → AudioTrack → AudioFlinger（混音） → Audio HAL → ALSA驱动 → DAC → 扬声器
• 语音通话：麦克风 → ADC → ALSA驱动 → Audio HAL → AudioFlinger → AudioRecord → 电话应用 → 网络传输