iOS AVAudioSession 详解【音乐播放器的配置】

前言

在 iOS 音频开发中，AVAudioSession 是至关重要的工具，它控制着应用的音频行为，包括播放、录音、后台支持和音频中断处理等。对于音乐播放器等音频需求强烈的应用，设计一个合理的 AVAudioSession 管理体系不仅能保证音频播放的流畅体验，也能确保应用在多种使用场景下的稳定性。本文将基于苹果官方文档，详细介绍如何使用 AVAudioSession，并探讨在音乐播放器设计中如何合理管理 AVAudioSession。

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一、AVAudioSession 的基础概念

AVAudioSession 提供了一个全局的音频会话来管理应用的音频需求。音频会话分为多个类别（category）和模式（mode），并支持多种选项（options）以适应不同场景。每个类别有其特定的行为和适用场景，例如是否支持后台播放，是否允许耳机和蓝牙播放等。音频会话配置完成后，通过激活音频会话来使配置生效。

主要概念：
1. 类别 (Category)：定义了应用的音频行为，决定了应用如何与系统中的其他音频（如电话或音乐）交互
官方文档：avaudiosession/category

常用类别：
• .playback
用于媒体播放，确保在静音模式下音频仍然可以播放。
• .record
专注于音频输入，如语音录制。
• .playAndRecord
允许同时播放和录音，适用于视频通话等场景。
• .ambient
适合背景音频，音频会在其他音频播放或静音模式下暂停。
• .soloAmbient
类似于 .ambient，但会在其他音频播放时自动静音。
• .multiRoute
支持同时向多个输出设备播放音频，如耳机和扬声器。

2. 模式 (Mode)：定义了音频会话的具体操作模式，影响音频处理的特定方式。通过选择适当的模式，开发者可以优化应用的音频行为，以适应不同的使用场景。
官方文档：avaudiosession/mode

常用模式：
• .default
默认模式，适用于大多数音频任务。
• .voiceChat
适合语音聊天，优化语音输入和输出质量。
• .videoRecording
针对视频录制，优化视频和音频的同步。
• .measurement
适合音频测量应用，确保最低延迟和最佳质量。
• .gameChat
优化游戏内语音聊天，确保低延迟和高质量。

3. 选项 (Options)：用于进一步细化和调整音频会话类别的行为，通过组合不同的选项，可以实现特定的音频需求。
官方文档：avaudiosession/categoryoptions

常用选项：
• mixWithOthers
允许与其他音频会话混合播放音频，适用于需要与其他音频同时播放的场景。
• duckOthers
在播放音频时，降低其他正在播放的音频的音量。
• allowBluetooth
允许使用蓝牙音频设备进行音频输入和输出。
• defaultToSpeaker
默认将音频路由到扬声器，而不是耳机。

二、AVAudioSession 不同场景的配置表

场景	类别 (Category)	模式 (Mode)	选项 (Options)	说明
音乐播放器	`.playback`	`.default`	默认: 空特殊: `.mixWithOthers`，允许与其他音频混合播放	在播放音乐时，默认情况下不需要特殊配置。特殊情况需要支持和与其他音频同时播放。
语音通话	`.playAndRecord`	`.voiceChat`	默认: 空特殊: `.allowBluetooth`，支持蓝牙通话 `.defaultToSpeaker`，通话时默认使用扬声器	通话场景一般无需特殊配置，但如果使用蓝牙设备或希望通话时自动切换到扬声器，则需要这些选项。
视频播放	`.playback`	`.video`	默认: 空特殊: `.allowAirPlay`，支持 AirPlay 输出	播放视频时一般不需特殊配置。若需要通过 AirPlay 播放视频，可以使用此选项。
语音识别	`.playAndRecord`	`.measurement`	默认: 空特殊: `.defaultToSpeaker`，默认使用扬声器	语音识别通常不需额外选项，但若需要确保输出清晰，可设置为使用扬声器。
游戏音效	`.ambient`	`.default`	默认: 空特殊: `.mixWithOthers`，允许与其他音频混合 `.duckOthers`，降低其他音频音量	游戏场景通常允许与其他音频混合。若需要强调游戏音效，可选择降低其他音频音量。
音频录制	`.playAndRecord`	`.default`	默认: 空特殊: `.defaultToSpeaker`，录制时输出使用扬声器	录制场景一般不需特殊配置，但若希望使用扬声器输出录制音频可设置此选项。
播放有声书	`.playback`	`.spokenAudio`	默认: 空特殊: `.allowBluetooth`，允许蓝牙音频输出	播放有声书时一般不需要特殊配置，若希望支持蓝牙播放则需此选项。
后台播放	`.playback`	`.default`	默认: 空特殊: `.mixWithOthers`，允许与其他音频混合	在应用后台播放音乐时，一般需要设置此选项以确保音乐继续播放。
语音导航	`.playAndRecord`	`.voicePrompt`	默认: 空特殊: `.defaultToSpeaker`，默认使用扬声器 `.allowBluetooth`，支持蓝牙音频输出	导航应用通常使用扬声器播放语音提示，若希望支持蓝牙设备则需额外配置。
录音与播放	`.playAndRecord`	`.default`	默认: 空特殊: `.mixWithOthers`，允许与其他音频混合 `.allowBluetooth`，支持蓝牙	在同时录音和播放音频时，需根据需求配置选项，以确保音频效果良好。
网络广播	`.playback`	`.default`	默认: 空特殊: `.allowAirPlay`，支持 AirPlay 输出 `.mixWithOthers`，允许与其他音频混合	在进行网络广播时，允许与其他音频混合播放，并支持 AirPlay 输出以保证流畅性。
声音提示	`.ambient`	`.default`	默认: 空特殊: `.mixWithOthers`，允许与其他音频混合	播放短声音提示时，通常不需要特殊配置，若希望同时播放与其他音频，则需此选项。

说明

默认情况: 在没有特殊需求的情况下，Options 一般为空。
特殊情况根据应用场景的具体需求，选择适合的 Options 选项可以提升用户体验。例如，如果应用需要支持蓝牙音频或在后台持续播放，需明确配置相关选项。

正确配置 AVAudioSession 的类别、模式和选项对于提升音频播放和录制体验至关重要。根据应用场景灵活调整这些设置可以确保音频质量和用户体验。

三、音乐播放器中的 AVAudioSession 配置

在音乐播放器的设计中，我们需要支持后台播放、音频中断处理等。接下来我们将逐步设计 AVAudioSession 的配置和管理方法。

配置 AVAudioSession 的类别和选项
音乐播放器的核心需求是播放音频，并支持在应用进入后台时继续播放。因此，我们可以设置音频会话的类别为 .playback。
一般在播放管理类初始化时，配置一次就可以了

   //配置流通道
    func configureAudioSession() {
          do {
              print("AudioSession category is AVAudioSessionCategoryPlayback")
              try AVAudioSession.sharedInstance().setCategory(.playback, mode: .default, options: [])
          } catch let error as NSError {
              print("Couldn't setup audio session category to Playback \(error.localizedDescription)")
          }
    }

激活和管理音频会话
你可以在设置类别后的任何时间激活音频会话，但通常最好将此调用推迟到应用程序开始音频播放。延迟调用可以确保您不会过早地中断正在进行的任何其他背景音频。

激活：建议在开始播放时调用

func activateAudioSession() {
    do {
        try AVAudioSession.sharedInstance().setActive(true)
    } catch {
        print("Failed to activate audio session: \(error)")
    }
}

停用：
停用当前音频会话，并通知其他应用继续播放；
在确定当前应用没有音频播放的情况下调用。

func deactivateAudioSession() {
    do {
        try AVAudioSession.sharedInstance().setActive(false, options: .notifyOthersOnDeactivation)
    } catch {
        print("Failed to deactivate audio session: \(error)")
    }
}

音频中断处理
音频中断（如来电）是音频应用中常见的场景。在音频中断时，AVAudioSession 会发送中断通知，我们需要监听并处理这些通知，暂停当前播放，并在中断结束后恢复播放。

NotificationCenter.default.addObserver(self, selector: #selector(handleInterruption), name: AVAudioSession.interruptionNotification, object: nil)

@objc func handleInterruption(notification: Notification) {
    guard let userInfo = notification.userInfo,
          let typeValue = userInfo[AVAudioSessionInterruptionTypeKey] as? UInt,
          let interruptionType = AVAudioSession.InterruptionType(rawValue: typeValue) else {
        return
    }

    switch interruptionType {
    case .began:
        // 中断开始，暂停播放
        pauseMusic()
    case .ended:
        if let optionsValue = userInfo[AVAudioSessionInterruptionOptionKey] as? UInt {
            let options = AVAudioSession.InterruptionOptions(rawValue: optionsValue)
            if options.contains(.shouldResume) {
                resumeMusic()
            }
        }
    default:
        break
    }
}

判断是否有其它应用在播放
secondaryAudioShouldBeSilencedHint：一个布尔值，表示另一个具有不可混合音频会话的应用程序是否正在播放音频

if AVAudioSession.sharedInstance().secondaryAudioShouldBeSilencedHint {
    print("有更高优先级的音频正在播放，静音当前音频")
} else {
    // 正常播放音频
    print("无其他高优先级音频，可以正常播放音频")
}

isOtherAudioPlaying：表示另一个应用程序是否正在播放音频的布尔值

if AVAudioSession.sharedInstance().isOtherAudioPlaying {
    print("检测到其他音频在播放")
    // 可选择使用 .mixWithOthers 选项进行混合播放
} else {
    print("没有其他音频在播放，可以独占播放")
    // 开始正常播放
}