XYRealTimeRecord

配置AudioSession

和其他录音播放一样，需要配置录音播放的环境，响应耳机事件等。

NSError *error;
AVAudioSession *audioSession = [AVAudioSession sharedInstance];

[audioSession setCategory:AVAudioSessionCategoryPlayAndRecord error:&error];
[audioSession setPreferredSampleRate:44100 error:&error];
[audioSession setPreferredInputNumberOfChannels:1 error:&error];
[audioSession setPreferredIOBufferDuration:0.05 error:&error];

配置AudioComponentDescription

AudioComponentDescription是用来描述unit 的类型，包括均衡器，3D混音，多路混音，远端输入输出，VoIP输入输出，通用输出，格式转换等，在这里使用远端输入输出。

AudioComponentDescription audioDesc;
audioDesc.componentType = kAudioUnitType_Output;
audioDesc.componentSubType = kAudioUnitSubType_RemoteIO;
audioDesc.componentManufacturer = kAudioUnitManufacturer_Apple;
audioDesc.componentFlags = 0;
audioDesc.componentFlagsMask = 0;

AudioComponent inputComponent = AudioComponentFindNext(NULL, &audioDesc);
AudioComponentInstanceNew(inputComponent, &audioUnit);

配置输入输出的数据格式

设置采样率为44100，单声道，16位的格式，注意输入输出都要设置。

AudioStreamBasicDescription audioFormat;
audioFormat.mSampleRate = 44100;
audioFormat.mFormatID = kAudioFormatLinearPCM;
audioFormat.mFormatFlags = kAudioFormatFlagIsSignedInteger | kAudioFormatFlagIsPacked;
audioFormat.mFramesPerPacket = 1;
audioFormat.mChannelsPerFrame = 1;
audioFormat.mBitsPerChannel = 16;
audioFormat.mBytesPerPacket = 2;
audioFormat.mBytesPerFrame = 2;

AudioUnitSetProperty(audioUnit,
                     kAudioUnitProperty_StreamFormat,
                     kAudioUnitScope_Output,
                     INPUT_BUS,
                     &audioFormat,
                     sizeof(audioFormat));
AudioUnitSetProperty(audioUnit,
                     kAudioUnitProperty_StreamFormat,
                     kAudioUnitScope_Input,
                     OUTPUT_BUS,
                     &audioFormat,
                     sizeof(audioFormat));

打开输入输出端口

在默认情况下，输入是关闭的，输出是打开的。在unit的Element中，Input用“1”（和I很像）表示，Output用“0”（和O很像）表示。

UInt32 flag = 1;

AudioUnitSetProperty(audioUnit,
                     kAudioOutputUnitProperty_EnableIO,
                     kAudioUnitScope_Input,
                     INPUT_BUS,
                     &flag,
                     sizeof(flag));
AudioUnitSetProperty(audioUnit,
                     kAudioOutputUnitProperty_EnableIO,
                     kAudioUnitScope_Input,
                     OUTPUT_BUS,
                     &flag,
                     sizeof(flag));

配置回调

根据应用的场景需求，可以在输入输出设置回调，以输入回调为例：

AURenderCallbackStruct recordCallback;
recordCallback.inputProc = RecordCallback;
recordCallback.inputProcRefCon = (__bridge void *)self;
AudioUnitSetProperty(audioUnit,
                     kAudioOutputUnitProperty_SetInputCallback,
                     kAudioUnitScope_Global,
                     INPUT_BUS,
                     &recordCallback,
                     sizeof(recordCallback));

需要定义回调函数，回调函数是AURenderCallback类型的，按照AUComponent.h中定义的参数类型，定义出输入回调函数：

static OSStatus RecordCallback(void *inRefCon,
                           AudioUnitRenderActionFlags *ioActionFlags,
                           const AudioTimeStamp *inTimeStamp,
                           UInt32 inBusNumber,
                           UInt32 inNumberFrames,
                           AudioBufferList *ioData)
{

AudioUnitRender(audioUnit, ioActionFlags, inTimeStamp, inBusNumber, inNumberFrames, buffList);

return noErr;
}

分配缓存

这是获取录音数据很重要的一步，需要分配缓存来存储实时的录音数据。如果不这样做，录音数据也可以在输出的时候获取，但意义不一样，获取录音数据应该在输入回调中完成，而不是输出回调。

UInt32 flag = 0;
AudioUnitSetProperty(audioUnit,
                     kAudioUnitProperty_ShouldAllocateBuffer,
                     kAudioUnitScope_Output,
                     INPUT_BUS,
                     &flag,
                     sizeof(flag));

buffList = (AudioBufferList*)malloc(sizeof(AudioBufferList));
buffList->mNumberBuffers = 1;
buffList->mBuffers[0].mNumberChannels = 1;
buffList->mBuffers[0].mDataByteSize = 2048 * sizeof(short);
buffList->mBuffers[0].mData = (short *)malloc(sizeof(short) * 2048);

通过以上设置，可以实时录音，并实时播放（本例中，输入输出都打开了）。

几个问题

在真机上运行的时候，会报错，错误信息如下：

这是因为没有开启录音权限，以source code的方式打开Info.plist文件，在dict标签中加入以下属性：

<key>NSMicrophoneUsageDescription</key>
<string>microphoneDesciption</string>

再次运行，就OK了。

2.回调时间间隔问题。 Audio Unit的延迟很低，回调时间非常稳定，很适合严格地实时处理音频，即使把时间设置成0.000725623582766秒，回调时间依然很准：

事实上，Audio Unit没有回调间隔的配置，但是我们可以通过上下文环境配置，即：

[audioSession setPreferredIOBufferDuration:0.05 error:&error];

这样设置duration为0.05秒，表示每隔0.05秒就去读取缓存数据。假设采样率为44100，采样位数16，这时buffer大小应该为44100 * 0.05 * 16 / 8 = 4410，但是，Audio Unit 的buffer的大小是2的幂次方，那么就不可能有4410，这时buffer实际大小为4096，反过来计算时间就是0.464秒，这也就解释了在Audio Queue中近似计算回调时间的原因了。除此之外，如果不用AudioSession设置时间的话，会有一个默认大小的buffer，这个大小在模拟器和真机上不相同，所以为了程序可控，这个设置很有必要。

3.关于播放问题测试发现，用耳机的效果更好，不用耳机在播放的时候会有噪声。如果想获得清晰的效果，可以将每次的PCM数据写入到文件，然后回放。推荐使用Lame，这个可以将PCM转换成MP3。

4.读取PCM数据 PCM数据存放在AudioBuffer的结构体中，音频数据是void *类型的数据：

/*!
    @struct         AudioBuffer
    @abstract       A structure to hold a buffer of audio data.
    @field          mNumberChannels
                        The number of interleaved channels in the buffer.
    @field          mDataByteSize
                        The number of bytes in the buffer pointed at by mData.
    @field          mData
                        A pointer to the buffer of audio data.
*/
struct AudioBuffer
{
    UInt32              mNumberChannels;
    UInt32              mDataByteSize;
    void* __nullable    mData;
};
typedef struct AudioBuffer  AudioBuffer;

如果采样位数是16位，即2Byte，即mData中每2Byte是一个PCM数据，以获取第一个数据为例：

short *data = (short *)buffList->mBuffers[0].mData;
NSLog(@"%d", data[0]);

这里需要注意的就是类型转换的时候位数要一致。

Chentao981/XYRealTimeRecord