android voip通话音频数据流传输过程解析_android call语音传输过程

我在前面几篇博客中已经描述了sip通话的建立过程,以及基本代码实现流程,但是我们真正的目的是基于sip协议进行语音通话,本文分析这些音频流是如何建立和传输的.

与音频流传输相关的两个java类为AudioStream和AudioGroup,我们先看AudioStream类,它继承自RtpStream类,表示基于RTP协议传输音频流,在类中定义了一个静态代码段,

static {
        System.loadLibrary("rtp_jni");
    }

当创建该java类对象时,虚拟机首先会检测该类的字节码是否已加载到虚拟机,如果没有,则需要将其加载进来,加载的时候会执行类的静态代码段,System.loadLibrary()方法在加载动态库时候,会调用到JNI_OnLoad()方法,这个实现是在虚拟机里面做的,感兴趣的可以查看dalvik或art的代码实现,

这个库的代码实现在android工程的frameworks/opt/net/voip/src/jni/rtp目录下.

在RtpStream的构造函数中,

RtpStream(InetAddress address) throws SocketException {
        mLocalPort = create(address.getHostAddress());
        mLocalAddress = address;
    }

create是一个native方法,我们直接看它的jni层实现,实现代码在RtpStream.cpp中,

jint create(JNIEnv *env, jobject thiz, jstring jAddress)
{
    env->SetIntField(thiz, gSocket, -1);


    sockaddr_storage ss;
    if (parse(env, jAddress, 0, &ss) < 0) {
        // Exception already thrown.
        return -1;
    }


    int socket = ::socket(ss.ss_family, SOCK_DGRAM, 0);
    socklen_t len = sizeof(ss);
    if (socket == -1 || bind(socket, (sockaddr *)&ss, sizeof(ss)) != 0 ||
        getsockname(socket, (sockaddr *)&ss, &len) != 0) {
        jniThrowException(env, "java/net/SocketException", strerror(errno));
        ::close(socket);
        return -1;
    }


    uint16_t *p = (ss.ss_family == AF_INET) ?
        &((sockaddr_in *)&ss)->sin_port : &((sockaddr_in6 *)&ss)->sin6_port;
    uint16_t port = ntohs(*p);
    if ((port & 1) == 0) {
        env->SetIntField(thiz, gSocket, socket);
        return port;
    }
    ::close(socket);


    socket = ::socket(ss.ss_family, SOCK_DGRAM, 0);
    if (socket != -1) {
        uint16_t delta = port << 1;
        ++port;


        for (int i = 0; i < 1000; ++i) {
            do {
                port += delta;
            } while (port < 1024);
            *p = htons(port);


            if (bind(socket, (sockaddr *)&ss, sizeof(ss))== 0) {
                env->SetIntField(thiz, gSocket, socket);
                return port;
            }
        }
    }


    jniThrowException(env, "java/net/SocketException", strerror(errno));
    ::close(socket);
    return -1;
}

上面的create()方法参数jAddress是java层RtpStream传递过来,表示一个本地ip地址,create()就是创建一个基于udp协议的socket,并绑定到一个可用的端口上,创建的socket描述符会保存到java层RtpStream类的mSocket成员中.

我在前面博客点击打开链接讲述过拨打网络电话需要调用到SipAudioCall的makeCall方法,该方法会创建一个AudioStream对象.其实与makeCall对应的另一端在接听电话时需要调用answerCall(),这个方法里面也会创建一个AudioStream对象,这样用两个socket就可以进行全双工通信了.

public void makeCall(SipProfile peerProfile, SipSession sipSession,
            int timeout) throws SipException {
        if (DBG) log("makeCall: " + peerProfile + " session=" + sipSession + " timeout=" + timeout);
        if (!SipManager.isVoipSupported(mContext)) {
            throw new SipException("VOIP API is not supported");
        }


        synchronized (this) {
            mSipSession = sipSession;
            try {
                mAudioStream = new AudioStream(InetAddress.getByName(
                        getLocalIp()));
                sipSession.setListener(createListener());
                sipSession.makeCall(peerProfile, createOffer().encode(),
                        timeout);
            } catch (IOException e) {
                loge("makeCall:", e);
                throw new SipException("makeCall()", e);
            }
        }
   

另外,当sip会话建立后,会触发SipAudioCall.Listener的onCallEstablished方法,表示会话建立完成,可以开始通话了,这个方法中调用SipAudioCall的startAudio();开始音频传输.

public void startAudio() {
        try {
            startAudioInternal();
        } catch (UnknownHostException e) {
            onError(SipErrorCode.PEER_NOT_REACHABLE, e.getMessage());
        } catch (Throwable e) {
            onError(SipErrorCode.CLIENT_ERROR, e.getMessage());
        }
    }

private synchronized void startAudioInternal() throws UnknownHostException {
        if (DBG) loge("startAudioInternal: mPeerSd=" + mPeerSd);
        if (mPeerSd == null) {
            throw new IllegalStateException("mPeerSd = null");
        }


        stopCall(DONT_RELEASE_SOCKET);
        mInCall = true;


        // Run exact the same logic in createAnswer() to setup mAudioStream.
        SimpleSessionDescription offer =
                new SimpleSessionDescription(mPeerSd);
        AudioStream stream = mAudioStream;
        AudioCodec codec = null;
        for (Media media : offer.getMedia()) {
            if ((codec == null) && (media.getPort() > 0)
                    && "audio".equals(media.getType())
                    && "RTP/AVP".equals(media.getProtocol())) {
                // Find the first audio codec we supported.
                for (int type : media.getRtpPayloadTypes()) {
                    codec = AudioCodec.getCodec(
                            type, media.getRtpmap(type), media.getFmtp(type));
                    if (codec != null) {
                        break;
                    }
                }


                if (codec != null) {
                    // Associate with the remote host.
                    String address = media.getAddress();
                    if (address == null) {
                        address = offer.getAddress();
                    }
                    stream.associate(InetAddress.getByName(address),
                            media.getPort());


                    stream.setDtmfType(-1);
                    stream.setCodec(codec);
                    // Check if DTMF is supported in the same media.
                    for (int type : media.getRtpPayloadTypes()) {
                        String rtpmap = media.getRtpmap(type);
                        if ((type != codec.type) && (rtpmap != null)
                                && rtpmap.startsWith("telephone-event")) {
                            stream.setDtmfType(type);
                        }
                    }


                    // Handle recvonly and sendonly.
                    if (mHold) {
                        stream.setMode(RtpStream.MODE_NORMAL);
                    } else if (media.getAttribute("recvonly") != null) {
                        stream.setMode(RtpStream.MODE_SEND_ONLY);
                    } else if(media.getAttribute("sendonly") != null) {
                        stream.setMode(RtpStream.MODE_RECEIVE_ONLY);
                    } else if(offer.getAttribute("recvonly") != null) {
                        stream.setMode(RtpStream.MODE_SEND_ONLY);
                    } else if(offer.getAttribute("sendonly") != null) {
                        stream.setMode(RtpStream.MODE_RECEIVE_ONLY);
                    } else {
                        stream.setMode(RtpStream.MODE_NORMAL);
                    }
                    break;
                }
            }
        }
        if (codec == null) {
            throw new IllegalStateException("Reject SDP: no suitable codecs");
        }


        if (isWifiOn()) grabWifiHighPerfLock();


        // AudioGroup logic:
        AudioGroup audioGroup = getAudioGroup();
        if (mHold) {
            // don't create an AudioGroup here; doing so will fail if
            // there's another AudioGroup out there that's active
        } else {
            if (audioGroup == null) audioGroup = new AudioGroup();
            stream.join(audioGroup);
        }
        setAudioGroupMode();
    }

该方法中做了几个主要操作:

(1)调用stopCall(DONT_RELEASE_SOCKET);停止之前的音频流,但不关闭套接字,这个套接字用于传输其它音频流.

(2)SimpleSessionDescription offer =
                new SimpleSessionDescription(mPeerSd);基于参数mPeerSd创建一个SimpleSessionDescription对象,该对象是用于管理SDP(Session Description Protocol)协议的消息内容,而消息内容就是来自于mPeerSd,它用于解析mPeerSd,而mPeerSd的值是在前面讲述SipAudioCall.Listener的