Android音频系统之AudioTrack起播线与underrun问题研究（Android 5.1）

一、引言：
使用audiotrack进行pcm数据播放的时候，复杂场景下会遇到underrun问题，所谓underrun，是指生产者提供数据的速度跟不上消费者使用数据的速度。因为网上讲述这类问题的博客很少，所以这里分享一下自己的研究心得，但是由于underrun和audiotrack的buffer机制非常复杂，所以也会遗留一些问题，欢迎大神补充指正。

二、代码分析：
1.添加活跃track：
首先，我们回顾下活跃track的添加，前几篇博文已经分析过，thread起来之后并不是立马不停地去处理数据，这样对功耗和CPU而言是一种浪费，当上层调用audiotrack的start接口之后，线程会添加当前track为活跃track，并且发送广播，threadloop就开始转起来处理数据了，先看一下addTrack_l函数：

AudioFlinger::PlaybackThread::addTrack_l@Threads.cpp
status_t AudioFlinger::PlaybackThread::addTrack_l(const sp<Track>& track)
{
   
	...
    // set retry count for buffer fill
    track->mRetryCount = kMaxTrackStartupRetries;
    ...
    mActiveTracks.add(track);
    ...
}

注意看，这个函数进来先对track设置了一个最大开始尝试次数，但是我从代码中来看，这个值并没有使用处，反倒是和它一起定义的kMaxTrackRetries 很有用，这个值会跟underrun扯上关系，假如thread在kMaxTrackRetries 的次数内持续underrun，那么，系统就认为这个track已经“死了”，会将其从mActiveTracks中移除，我们看一下系统设置的这个值大小：

// retry counts for buffer fill timeout
// 50 * ~20msecs = 1 second
static const int8_t kMaxTrackRetries = 50;
static const int8_t kMaxTrackStartupRetries = 50;

注意注释，告诉我们threadloop每执行一次为20ms；

2.prepareTracks_l：
接下来我们去threadloop里面，首先关注的是肯定是prepareTracks_l，因为这个函数会去遍历所有的活跃track，计算buffer中的数据等操作，然后给后续的mixer使用，这里先抛出一个结果，track动起来之后，threadloop每执行一次的值确实是20ms，这个值的计算很复杂，是由threadloop来控制的（不是prepareTracks_l做的），在代码中我没有明显的看到这个值的得出结论。下面简化一下prepareTracks_l的代码：

AudioFlinger::PlaybackThread::mixer_state AudioFlinger::MixerThread::prepareTracks_l(
        Vector< sp<Track> > *tracksToRemove)
{
   
	/* 先将mixer状态设置为IDLE */
	mixer_state mixerStatus = MIXER_IDLE;	
	...
	/* fasttrack下，设置try值为50 */
	case TrackBase::ACTIVE:
    if (recentFull > 0 || recentPartial > 0) {
   
        // track has provided at least some frames recently: reset retry count
        track->mRetryCount = kMaxTrackRetries;
    }
    ...
    audio_track_cblk_t* cblk = track->cblk();
    ...
    size_t desiredFrames;
    uint32_t sr = track->sampleRate();
    if (sr == mSampleRate) {
   
    	desiredFrames = mNormalFrameCount;
	} else
	{
   
		...
	}
	minFrames = desiredFrames;
	/* 获取共享buffer中的帧数 */
	size_t framesReady = track->framesReady();
	/* 如果目前帧数大于minFrames */
    if ((framesReady >= minFrames) && track->isReady