MediaPlayer与native层的交互流程

目录

  1. 参考
  2. 概述
  3. MediaPlayer与native层的交互流程

1. 参考

2. 概述

MediaPlayer是Android播放器的组件,先回顾一下音视频播放的流程:

数据获取->数据解析->音/视频解码->同步控制->渲染
image.png

android media的框架图[2]


image.png
  • 播放服务是通过在独立进程的MediaPlayerService提供的。
  • MediaPlayerService的实现在native层。

本文主要分析MediaPlayer是怎么与native层交互的,不涉及播放流程。

3. MediaPlayer与native的交互流程

MediaPlayer_native_workflow.png

交互流程

  1. MediaPlayer类加载的时机
    (1) 加载media_jni.so
    (2) Java和native的方法进行绑定。
//MediaPlayer.java
    static {
        System.loadLibrary("media_jni");
        native_init();
    }
//android_media_MediaPlayer.cpp
static const JNINativeMethod gMethods[] = {
    {
        "nativeSetDataSource",
        "(Landroid/os/IBinder;Ljava/lang/String;[Ljava/lang/String;"
        "[Ljava/lang/String;)V",
        (void *)android_media_MediaPlayer_setDataSourceAndHeaders
    },
...
}

static int register_android_media_MediaPlayer(JNIEnv *env)
{
    return AndroidRuntime::registerNativeMethods(env,
                "android/media/MediaPlayer", gMethods, NELEM(gMethods));
}

jint JNI_OnLoad(JavaVM* vm, void* /* reserved */)
{
    JNIEnv* env = NULL;
    jint result = -1;

    if (vm->GetEnv((void**) &env, JNI_VERSION_1_4) != JNI_OK) {
        ALOGE("ERROR: GetEnv failed\n");
        goto bail;
    }
    assert(env != NULL);
...
    if (register_android_media_MediaPlayer(env) < 0) {
        ALOGE("ERROR: MediaPlayer native registration failed\n");
        goto bail;
    }
...
    /* success -- return valid version number */
    result = JNI_VERSION_1_4;

bail:
    return result;
}
//android_media_MediaPlayer.cpp
static void
android_media_MediaPlayer_native_init(JNIEnv *env)
{
    jclass clazz;

    clazz = env->FindClass("android/media/MediaPlayer");
    if (clazz == NULL) {
        return;
    }

    fields.context = env->GetFieldID(clazz, "mNativeContext", "J");
    if (fields.context == NULL) {
        return;
    }

    fields.post_event = env->GetStaticMethodID(clazz, "postEventFromNative",
                                               "(Ljava/lang/Object;IIILjava/lang/Object;)V");
    if (fields.post_event == NULL) {
        return;
    }
...
}
  1. MediaPlayer创建的时机
    (1) 创建C++的MediaPlayer对象,设置listener。
    (2) C++保存Java MediaPlayer对象的一个弱引用,调用MediaPlayer的static postEventFromNative方法时使用。
    (3) Java层的MediaPlayer增加对新创建的C++的MediaPlayer的强引用sp。
//MediaPlayer.java
    public MediaPlayer() { 
...
        native_setup(new WeakReference<MediaPlayer>(this));
...
    }
//android_media_MediaPlayer.cpp
static void
android_media_MediaPlayer_native_setup(JNIEnv *env, jobject thiz, jobject weak_this)
{
    sp<MediaPlayer> mp = new MediaPlayer();
    if (mp == NULL) {
        jniThrowException(env, "java/lang/RuntimeException", "Out of memory");
        return;
    }

    sp<JNIMediaPlayerListener> listener = new JNIMediaPlayerListener(env, thiz, weak_this);
    mp->setListener(listener);

    // Stow our new C++ MediaPlayer in an opaque field in the Java object.
    setMediaPlayer(env, thiz, mp);
}

static sp<MediaPlayer> setMediaPlayer(JNIEnv* env, jobject thiz, const sp<MediaPlayer>& player)
{
    Mutex::Autolock l(sLock);
    sp<MediaPlayer> old = (MediaPlayer*)env->GetLongField(thiz, fields.context);
    if (player.get()) {
        player->incStrong((void*)setMediaPlayer);
    }
    if (old != 0) {
        old->decStrong((void*)setMediaPlayer);
    }
    env->SetLongField(thiz, fields.context, (jlong)player.get());
    return old;
}
  • Java层的MediaPlayer的private long mNativeContext; // accessed by native methods成员保存了native层c++的MediaPlayer对象的指针。
  1. Native层通知事件给Java层
//android_media_MediaPlayer.cpp
void JNIMediaPlayerListener::notify(int msg, int ext1, int ext2, const Parcel *obj)
{
    JNIEnv *env = AndroidRuntime::getJNIEnv();
    if (obj && obj->dataSize() > 0) {
        jobject jParcel = createJavaParcelObject(env);
        if (jParcel != NULL) {
            Parcel* nativeParcel = parcelForJavaObject(env, jParcel);
            nativeParcel->setData(obj->data(), obj->dataSize());
            env->CallStaticVoidMethod(mClass, fields.post_event, mObject,
                    msg, ext1, ext2, jParcel);
            env->DeleteLocalRef(jParcel);
        }
    } else {
        env->CallStaticVoidMethod(mClass, fields.post_event, mObject,
                msg, ext1, ext2, NULL);
    }
    if (env->ExceptionCheck()) {
        ALOGW("An exception occurred while notifying an event.");
        LOGW_EX(env);
        env->ExceptionClear();
    }
}
//MediaPlayer.java
    private static void postEventFromNative(Object mediaplayer_ref,
                                            int what, int arg1, int arg2, Object obj)
    {
        final MediaPlayer mp = (MediaPlayer)((WeakReference)mediaplayer_ref).get();
        if (mp == null) {
            return;
        }

        switch (what) {
        case MEDIA_INFO:
            if (arg1 == MEDIA_INFO_STARTED_AS_NEXT) {
                new Thread(new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
                        // this acquires the wakelock if needed, and sets the client side state
                        mp.start();
                    }
                }).start();
                Thread.yield();
            }
            break;
...
}
  1. 其他一些native方法的调用
    比如Java MediaPlayer的nativeSetDataSource方法绑定到了native的android_media_MediaPlayer_setDataSourceAndHeaders方法。
    (1) 获取Java的MediaPlayer持有的C++ MediaPlayer的引用。
    (2) JNI数据结构和native数据结构的转换。
    (3) 调用C++ MediaPlayer的对应方法。
    (4) 异常抛给Java层。
//android_media_MediaPlayer.cpp
static sp<MediaPlayer> getMediaPlayer(JNIEnv* env, jobject thiz)
{
    Mutex::Autolock l(sLock);
    MediaPlayer* const p = (MediaPlayer*)env->GetLongField(thiz, fields.context);
    return sp<MediaPlayer>(p);
}

static void process_media_player_call(JNIEnv *env, jobject thiz, status_t opStatus, const char* exception, const char *message)
{
    if (exception == NULL) {  // Don't throw exception. Instead, send an event.
        if (opStatus != (status_t) OK) {
            sp<MediaPlayer> mp = getMediaPlayer(env, thiz);
            if (mp != 0) mp->notify(MEDIA_ERROR, opStatus, 0);
        }
    } else {  // Throw exception!
        if ( opStatus == (status_t) INVALID_OPERATION ) {
            jniThrowException(env, "java/lang/IllegalStateException", NULL);
        } else if ( opStatus == (status_t) BAD_VALUE ) {
            jniThrowException(env, "java/lang/IllegalArgumentException", NULL);
        } else if ( opStatus == (status_t) PERMISSION_DENIED ) {
            jniThrowException(env, "java/lang/SecurityException", NULL);
        } else if ( opStatus != (status_t) OK ) {
            if (strlen(message) > 230) {
               // if the message is too long, don't bother displaying the status code
               jniThrowException( env, exception, message);
            } else {
               char msg[256];
                // append the status code to the message
               sprintf(msg, "%s: status=0x%X", message, opStatus);
               jniThrowException( env, exception, msg);
            }
        }
    }
}

static void
android_media_MediaPlayer_setDataSourceAndHeaders(
        JNIEnv *env, jobject thiz, jobject httpServiceBinderObj, jstring path,
        jobjectArray keys, jobjectArray values) {

    sp<MediaPlayer> mp = getMediaPlayer(env, thiz);
    if (mp == NULL ) {
        jniThrowException(env, "java/lang/IllegalStateException", NULL);
        return;
    }

    if (path == NULL) {
        jniThrowException(env, "java/lang/IllegalArgumentException", NULL);
        return;
    }

    const char *tmp = env->GetStringUTFChars(path, NULL);
    if (tmp == NULL) {  // Out of memory
        return;
    }
    String8 pathStr(tmp);
    env->ReleaseStringUTFChars(path, tmp);
    tmp = NULL;

    // We build a KeyedVector out of the key and val arrays
    KeyedVector<String8, String8> headersVector;
    if (!ConvertKeyValueArraysToKeyedVector(
            env, keys, values, &headersVector)) {
        return;
    }

    sp<IMediaHTTPService> httpService;
    if (httpServiceBinderObj != NULL) {
        sp<IBinder> binder = ibinderForJavaObject(env, httpServiceBinderObj);
        httpService = interface_cast<IMediaHTTPService>(binder);
    }

    status_t opStatus =
        mp->setDataSource(
                httpService,
                pathStr,
                headersVector.size() > 0? &headersVector : NULL);

    process_media_player_call(
            env, thiz, opStatus, "java/io/IOException",
            "setDataSource failed." );
}
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