Portaudio - 无法播放音频文件

Question

我正在尝试使用portaudio实现一个非常简单的API来进行音频播放。播放音频文件所需的代码最少，但是我没有得到任何错误和/或音频输出。

这是代码，

    AudioStream::AudioStream()
    {
        PaError err = Pa_Initialize();

        if (err != paNoError)
            SH_LOG_ERROR("PAError: {}", Pa_GetErrorText(err));
    }

    AudioStream::~AudioStream()
    {
        PaError err = Pa_Terminate();

        if (err != paNoError)
            SH_LOG_ERROR("PAError: {}", Pa_GetErrorText(err));
    }

    int AudioStream::Callback(const void* inputBuffer, void* outputBuffer,
                              unsigned long framesPerBuffer,
                              const PaStreamCallbackTimeInfo* timeInfo,
                              PaStreamCallbackFlags statusFlags,
                              void* userData)
    {
        // Prevent warnings
        (void)inputBuffer;
        (void)timeInfo;
        (void)statusFlags;

        // an AudioFile gets passed as userData
        AudioFile* file = (AudioFile*)userData;
        float* out = (float*)outputBuffer;

        sf_seek(file->file, file->readHead, SF_SEEK_SET);

        auto data = std::make_unique<float[]>(framesPerBuffer * file->info.channels);
        file->count = sf_read_float(file->file, data.get(), framesPerBuffer * file->info.channels);

        for (int i = 0; i < framesPerBuffer * file->info.channels; i++)
            *out++ = data[i];

        file->readHead += file->buffer_size;

        if (file->count > 0)
            return paContinue;
        else
            return paComplete;
    }

    AudioFile AudioStream::Load(const char* path)
    {
        AudioFile file;

        std::memset(&file.info, 0, sizeof(file.info));
        file.file = sf_open(path, SFM_READ, &file.info);

        return file;
    }

    bool AudioStream::Play(AudioFile* file)
    {
        m_OutputParameters.device = Pa_GetDefaultOutputDevice();
        m_OutputParameters.channelCount = file->info.channels;
        m_OutputParameters.sampleFormat = paFloat32;
        m_OutputParameters.suggestedLatency = Pa_GetDeviceInfo(m_OutputParameters.device)->defaultLowOutputLatency;
        m_OutputParameters.hostApiSpecificStreamInfo = nullptr;

        // Check if m_OutputParameters work
        PaError err = Pa_IsFormatSupported(nullptr, &m_OutputParameters, file->info.samplerate);

        if (err != paFormatIsSupported)
        {
            SH_LOG_ERROR("PAError: {}", Pa_GetErrorText(err));
            return false;
        }

        err = Pa_OpenStream(&m_pStream,
                            nullptr,
                            &m_OutputParameters,
                            file->info.samplerate,
                            file->buffer_size,
                            paClipOff,
                            &AudioStream::Callback,
                            file);

        if (err != paNoError)
        {
            SH_LOG_ERROR("PAError: {}", Pa_GetErrorText(err));
            return false;
        }

        if (m_pStream)
        {
            err = Pa_StartStream(m_pStream);

            if (err != paNoError)
            {
                SH_LOG_ERROR("PAError: {}", Pa_GetErrorText(err));
                return false;
            }

            SH_LOG_DEBUG("Waiting for playback to finish..");

            while (IsStreamActive())    // <----- this works, but the application freezes until this ends
                Pa_Sleep(500);

            Stop();

            if (IsStreamStopped())
            {
                SH_LOG_DEBUG("Stream stopped..");

                err = Pa_CloseStream(m_pStream);

                if (err != paNoError)
                {
                    SH_LOG_ERROR("PAError: {}", Pa_GetErrorText(err));
                    return false;
                }
            }

            SH_LOG_DEBUG("Done..");
        }

        return true;
    }

    bool AudioStream::Stop()
    {
        PaError err = Pa_StopStream(m_pStream);

        if (err != paNoError)
        {
            SH_LOG_ERROR("PAError: {}", Pa_GetErrorText(err));
            return false;
        }
        else
            return true;
    }

    bool AudioStream::IsStreamStopped()
    {
        if (Pa_IsStreamStopped(m_pStream))
            return true;
        else
            return false;
    }

我注意到，如果我在中添加一个打印语句，而循环我确实会获取音频输出。

        // Wait until file finishes playing
        while (file->count > 0) { SH_LOG_DEBUG(""); }

为什么不使用打印语句或循环中的任何内容播放？我必须在循环中有一些东西吗？

Answer 1

我可以看出你有两个缺点。

一种是使用看起来像类方法的方法作为 PulseAudio 的回调。由于 PA 是一个 C API，因此它需要一个 C 函数指针。它不会使用 this 指针集调用该函数，因此这里不能有类方法。但也许 AudioStream::Callback 是 static ？那会起作用的。

二是需要考虑回调是在另一个线程中调用的。编译器在优化代码时不会考虑这一点。据了解，空 while 循环中没有任何内容可能会更改 file->count 的值。

一旦调用调试函数，它就会引入足够的代码，其中一些可能位于已编译的库中，编译器无法确定没有任何内容修改了 file->count。也许 SH_LOG_DEBUG() 调用 prinf()，然后 printf() 调用 AudioStream::Load()？当然不会，但是如果编译器看不到 printf() 的代码，因为它已经在库中，并且您的 AudioStream 对象是全局的，那么这是可能的。所以它实际上按照你想要的方式工作。

但即使有效，效果也很糟糕。因为线程正坐在那里忙着等待计数停止，从而占用了 CPU。它应该阻塞并休眠，然后在播放完成时收到通知。

如果您想以有效的方式在线程之间传递信息，并且也想阻塞而不是忙于等待，请查看 C++并发支持库。 C++20 std::latch 和 std::barrier 在这里可以很好地工作。或者使用 C++11 std::condition_variable。