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利用 Flutter 平台特定功能处理 iOS 和 Android 的音频差异

2021-12-167.2k 阅读

理解 iOS 和 Android 音频差异

在移动应用开发中，iOS 和 Android 平台在音频处理方面存在诸多差异。这些差异涉及音频编解码格式、音频会话管理、音频输入输出配置等多个层面。深入理解这些差异是利用 Flutter 进行跨平台音频开发的关键前提。

音频编解码格式差异

  1. iOS 支持的音频格式：iOS 对多种音频格式提供良好支持，如 AAC（Advanced Audio Coding）是其常用的高效音频编码格式，广泛应用于音乐、语音等场景。此外，ALAC（Apple Lossless Audio Codec）用于无损音频，适合对音质要求较高的内容。还有 MP3 格式，虽然其专利限制在某些场景可能带来一些问题，但仍被广泛支持。
  2. Android 支持的音频格式：Android 平台同样支持多种音频格式，如 AAC 也是其主流格式之一。然而，它对 Vorbis 格式有着独特的支持，Vorbis 是一种开源的有损音频编码格式，在一些应用场景下，尤其注重开源和低码率需求时表现出色。同时，Android 也支持 MP3 格式，但在不同版本和设备上对 MP3 的支持细节可能存在差异。
  3. 对 Flutter 开发的影响：在 Flutter 开发中，如果涉及音频播放或录制，选择合适的音频格式至关重要。例如，对于跨平台应用，如果希望在两个平台上都能有较好的兼容性，AAC 是一个不错的选择。但如果应用有特定需求，如追求开源且低码率的音频编码，在 Android 端可以考虑使用 Vorbis。这就要求开发者在代码实现时能够根据平台特性选择合适的音频编解码格式。

音频会话管理差异

  1. iOS 的音频会话管理：iOS 采用音频会话（Audio Session）机制来管理音频行为。通过音频会话，应用可以设置音频的播放模式，如播放音乐、播放语音提示、录制音频等。例如，在应用播放音乐时，可能需要设置为“Playback”模式，以确保音频能够正常播放且与系统音频设置协调工作。同时，iOS 还支持音频会话的中断处理，当有电话呼入等系统事件发生时，应用可以根据需求暂停或继续音频播放。
  2. Android 的音频焦点管理：Android 则通过音频焦点（Audio Focus）机制来管理音频。当应用需要播放音频时，它必须请求音频焦点。如果其他应用已经持有音频焦点，新应用的请求可能会被拒绝或导致当前音频播放中断。例如，当用户正在使用音乐播放器播放音乐，此时打开一个导航应用，导航应用可能会请求音频焦点，若获得焦点，音乐播放器的音频可能会暂停。Android 提供了不同的音频焦点请求类型，如“TRANSIENT”用于短暂音频播放，“TRANSIENT_MAY_DUCK”用于短暂播放且可降低其他音频音量等。
  3. 在 Flutter 中的实现挑战与应对：在 Flutter 开发中，处理音频会话或焦点管理需要针对不同平台进行适配。由于 Flutter 是跨平台框架，不能直接使用 iOS 或 Android 原生的音频会话/焦点管理 API。因此，需要借助 Flutter 插件来实现类似功能。例如，可以使用“audio_service”插件，它提供了在 Flutter 中管理音频播放、处理音频焦点等功能，并且在一定程度上对 iOS 和 Android 平台进行了封装，简化了开发流程。但开发者仍需了解底层平台差异，以便在插件不能满足需求时进行定制化开发。

音频输入输出配置差异

  1. iOS 的音频输入输出配置：在 iOS 上，音频输入输出设备的配置相对较为统一，但仍有一些细节需要注意。例如，对于音频输出，应用可以选择使用设备的扬声器、耳机等不同输出设备。在音频输入方面，iOS 支持麦克风输入，并且可以设置麦克风的采样率、声道数等参数。例如，在录制高质量音频时，可能需要将采样率设置为 44.1kHz 或更高，以获得更好的音质。
  2. Android 的音频输入输出配置：Android 设备由于厂商众多，音频输入输出配置存在更多的多样性。不同设备可能对音频输出设备的支持有所不同，有些设备可能支持 USB 音频输出，而有些则不支持。在音频输入方面，Android 同样支持麦克风输入，但不同设备的麦克风性能差异较大，且麦克风的配置参数设置方式也与 iOS 有所不同。例如，Android 中设置麦克风采样率可能需要通过不同的 API 调用，并且在不同 Android 版本上可能存在兼容性问题。
  3. Flutter 开发中的处理方式：在 Flutter 开发中，为了应对音频输入输出配置差异，开发者可以使用“flutter_sound”插件。该插件提供了在 Flutter 中处理音频录制和播放的功能，并且在一定程度上对不同平台的音频输入输出配置进行了适配。通过该插件，开发者可以在 iOS 和 Android 上设置音频输入输出设备、采样率等参数。但在实际开发中，仍需要对不同设备进行测试，以确保音频输入输出功能在各种 Android 设备上都能正常工作。

利用 Flutter 平台特定功能处理音频差异

使用 Flutter 插件实现音频功能

  1. audio_service 插件：该插件在处理音频焦点和后台音频播放方面具有重要作用。它提供了一种跨平台的方式来管理音频服务，使得应用在 iOS 和 Android 上都能以统一的接口进行音频操作。在 iOS 上，它通过与音频会话机制结合，实现音频的播放、暂停、停止等功能，并能处理音频中断等情况。在 Android 上，它利用音频焦点机制，确保应用在请求和释放音频焦点时能正确响应。例如，以下是使用 audio_service 插件实现简单音频播放的代码示例：
import 'package:audio_service/audio_service.dart';

void main() async {
  await AudioService.init(
    builder: () => MyAudioHandler(),
    config: AudioServiceConfig(
      androidNotificationChannelId: 'com.example.app.channel.audio',
      androidNotificationChannelName: 'Audio playback',
      androidNotificationOngoing: true,
      androidNotificationIcon: 'drawable/ic_stat_name',
    ),
  );
  AudioService.play();
}

class MyAudioHandler extends BaseAudioHandler {
  MyAudioHandler() {
    // 加载音频资源
    final mediaItem = MediaItem(
      id: 'https://www.soundjay.com/mp3/sample.mp3',
      album: 'Sample Album',
      title: 'Sample Song',
      artist: 'Sample Artist',
      artUri: Uri.parse('https://via.placeholder.com/128'),
    );
    addQueueItem(mediaItem);
  }
}

在上述代码中，首先通过AudioService.init初始化音频服务，并设置了 Android 平台上的通知相关配置。然后创建了一个MyAudioHandler类，在其中加载了一个音频资源并添加到播放队列中，最后调用AudioService.play开始播放音频。通过这样的方式，利用 audio_service 插件在 iOS 和 Android 上实现了统一的音频播放功能，同时也处理了与音频焦点相关的一些操作。 2. flutter_sound 插件：flutter_sound 插件主要用于音频的录制和播放功能，并且对 iOS 和 Android 平台的音频输入输出配置有较好的支持。在 iOS 上，它可以方便地设置音频录制的采样率、声道数等参数，同时在播放音频时能根据设备的音频输出配置进行适配。在 Android 上，它同样能实现这些功能，并且针对不同 Android 设备的差异进行了一定程度的兼容。以下是使用 flutter_sound 插件进行音频录制和播放的代码示例：

import 'package:flutter/material.dart';
import 'package:flutter_sound/flutter_sound.dart';
import 'package:permission_handler/permission_handler.dart';

class AudioRecorderPlayer extends StatefulWidget {
  @override
  _AudioRecorderPlayerState createState() => _AudioRecorderPlayerState();
}

class _AudioRecorderPlayerState extends State<AudioRecorderPlayer> {
  FlutterSoundRecorder? _recorder;
  FlutterSoundPlayer? _player;
  bool _isRecording = false;
  bool _isPlaying = false;
  String? _recordedFilePath;

  @override
  void initState() {
    super.initState();
    _recorder = FlutterSoundRecorder();
    _player = FlutterSoundPlayer();
  }

  Future<void> _requestPermissions() async {
    Map<Permission, PermissionStatus> statuses = await [
      Permission.microphone,
      Permission.storage,
    ].request();
    if (statuses[Permission.microphone] != PermissionStatus.granted ||
        statuses[Permission.storage] != PermissionStatus.granted) {
      throw 'Permissions not granted';
    }
  }

  Future<void> _startRecording() async {
    await _requestPermissions();
    await _recorder!.openAudioSession();
    _recordedFilePath = await _recorder!.startRecorder(
      toFile: 'audio.aac',
      codec: Codec.aacADTS,
      audioSource: AudioSource.microphone,
    );
    setState(() {
      _isRecording = true;
    });
  }

  Future<void> _stopRecording() async {
    await _recorder!.stopRecorder();
    await _recorder!.closeAudioSession();
    setState(() {
      _isRecording = false;
    });
  }

  Future<void> _startPlaying() async {
    if (_recordedFilePath != null) {
      await _player!.openAudioSession();
      await _player!.startPlayer(
        fromURI: _recordedFilePath!,
        codec: Codec.aacADTS,
      );
      setState(() {
        _isPlaying = true;
      });
    }
  }

  Future<void> _stopPlaying() async {
    await _player!.stopPlayer();
    await _player!.closeAudioSession();
    setState(() {
      _isPlaying = false;
    });
  }

  @override
  void dispose() {
    _recorder?.closeAudioSession();
    _player?.closeAudioSession();
    super.dispose();
  }

  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return Scaffold(
      appBar: AppBar(
        title: Text('Audio Recorder & Player'),
      ),
      body: Center(
        child: Column(
          mainAxisAlignment: MainAxisAlignment.center,
          children: [
            ElevatedButton(
              onPressed: _isRecording? _stopRecording : _startRecording,
              child: Text(_isRecording? 'Stop Recording' : 'Start Recording'),
            ),
            ElevatedButton(
              onPressed: _isPlaying? _stopPlaying : _startPlaying,
              child: Text(_isPlaying? 'Stop Playing' : 'Start Playing'),
            ),
          ],
        ),
      ),
    );
  }
}

在这段代码中，首先定义了FlutterSoundRecorder和FlutterSoundPlayer实例来进行音频的录制和播放。在initState方法中初始化这两个实例。_requestPermissions方法用于请求麦克风和存储权限，这在音频录制中是必要的。_startRecording方法中，先请求权限，然后打开音频会话并开始录制，设置录制的音频格式为 AAC，存储路径为audio.aac。_stopRecording方法用于停止录制并关闭音频会话。_startPlaying方法在有录制文件的情况下打开音频会话并开始播放，_stopPlaying方法用于停止播放并关闭音频会话。通过这样的代码实现，利用 flutter_sound 插件在 iOS 和 Android 上实现了音频的录制和播放功能，并且根据不同平台的音频输入输出配置进行了相应的操作。

平台特定代码集成

  1. 使用 method_channel 实现平台特定音频功能：在某些情况下，Flutter 插件可能无法完全满足应用的特定需求，这时就需要集成平台特定代码。method_channel是 Flutter 与原生平台进行通信的一种机制。以音频处理为例，假设我们需要在 iOS 上使用特定的音频效果处理，而 Android 上使用另一种方式。首先在 Flutter 端定义方法通道：
import 'package:flutter/material.dart';
import 'package:flutter/services.dart';

class PlatformSpecificAudio extends StatefulWidget {
  @override
  _PlatformSpecificAudioState createState() => _PlatformSpecificAudioState();
}

class _PlatformSpecificAudioState extends State<PlatformSpecificAudio> {
  static const platform = MethodChannel('com.example.platform_specific_audio');
  String _audioEffectResult = 'No result yet';

  Future<void> _invokePlatformSpecificAudioEffect() async {
    String result;
    try {
      result = await platform.invokeMethod('applyAudioEffect');
    } on PlatformException catch (e) {
      result = "Failed to invoke method: '${e.message}'";
    }
    setState(() {
      _audioEffectResult = result;
    });
  }

  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return Scaffold(
      appBar: AppBar(
        title: Text('Platform Specific Audio'),
      ),
      body: Center(
        child: Column(
          mainAxisAlignment: MainAxisAlignment.center,
          children: [
            ElevatedButton(
              onPressed: _invokePlatformSpecificAudioEffect,
              child: Text('Apply Audio Effect'),
            ),
            Text(_audioEffectResult),
          ],
        ),
      ),
    );
  }
}

在上述代码中，定义了一个MethodChannel，名称为com.example.platform_specific_audio。_invokePlatformSpecificAudioEffect方法通过invokeMethod调用原生平台的applyAudioEffect方法，并处理调用结果。在 iOS 端的实现如下（使用 Swift 语言）：

import Flutter
import UIKit

public class SwiftPlatformSpecificAudioPlugin: NSObject, FlutterPlugin {
  public static func register(with registrar: FlutterPluginRegistrar) {
    let channel = FlutterMethodChannel(name: "com.example.platform_specific_audio", binaryMessenger: registrar.messenger())
    let instance = SwiftPlatformSpecificAudioPlugin()
    registrar.addMethodCallDelegate(instance, channel: channel)
  }

  public func handle(_ call: FlutterMethodCall, result: @escaping FlutterResult) {
    if call.method == "applyAudioEffect" {
      // 在这里实现 iOS 特定的音频效果处理逻辑
      let audioEffectResult = "iOS specific audio effect applied"
      result(audioEffectResult)
    } else {
      result(FlutterMethodNotImplemented)
    }
  }
}

在 iOS 代码中，通过FlutterMethodChannel注册了applyAudioEffect方法，并在handle方法中处理该方法调用，返回 iOS 特定的音频效果处理结果。在 Android 端（使用 Kotlin 语言）的实现如下：

package com.example.platform_specific_audio

import io.flutter.embedding.engine.plugins.FlutterPlugin
import io.flutter.plugin.common.MethodCall
import io.flutter.plugin.common.MethodChannel
import io.flutter.plugin.common.MethodChannel.MethodCallHandler
import io.flutter.plugin.common.MethodChannel.Result

class PlatformSpecificAudioPlugin: FlutterPlugin, MethodCallHandler {
  private lateinit var channel : MethodChannel

  override fun onAttachedToEngine(flutterPluginBinding: FlutterPlugin.FlutterPluginBinding) {
    channel = MethodChannel(flutterPluginBinding.binaryMessenger, "com.example.platform_specific_audio")
    channel.setMethodCallHandler(this)
  }

  override fun onMethodCall(call: MethodCall, result: Result) {
    if (call.method == "applyAudioEffect") {
      // 在这里实现 Android 特定的音频效果处理逻辑
      val audioEffectResult = "Android specific audio effect applied"
      result.success(audioEffectResult)
    } else {
      result.notImplemented()
    }
  }

  override fun onDetachedFromEngine(binding: FlutterPlugin.FlutterPluginBinding) {
    channel.setMethodCallHandler(null)
  }
}

在 Android 代码中，同样通过MethodChannel注册了applyAudioEffect方法，并在onMethodCall方法中处理该方法调用，返回 Android 特定的音频效果处理结果。通过这种方式，利用method_channel实现了在 iOS 和 Android 上的平台特定音频功能。 2. 条件编译实现平台特定音频功能：除了使用method_channel，还可以利用条件编译在 Flutter 代码中直接实现平台特定音频功能。Flutter 支持通过dart:io库来检测当前运行的平台。例如，假设我们希望在 iOS 上使用一种音频播放模式，在 Android 上使用另一种音频播放模式，可以这样实现：

import 'package:flutter/material.dart';
import 'dart:io';

class PlatformSpecificAudioPlayback extends StatefulWidget {
  @override
  _PlatformSpecificAudioPlaybackState createState() => _PlatformSpecificAudioPlaybackState();
}

class _PlatformSpecificAudioPlaybackState extends State<PlatformSpecificAudioPlayback> {
  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return Scaffold(
      appBar: AppBar(
        title: Text('Platform Specific Audio Playback'),
      ),
      body: Center(
        child: Column(
          mainAxisAlignment: MainAxisAlignment.center,
          children: [
            if (Platform.isIOS)
              Text('Using iOS specific audio playback mode'),
            if (Platform.isAndroid)
              Text('Using Android specific audio playback mode'),
          ],
        ),
      ),
    );
  }
}

在上述代码中，通过Platform.isIOS和Platform.isAndroid判断当前运行的平台，并根据平台显示不同的文本，代表不同平台的音频播放模式。在实际应用中，可以在这些条件分支中实现具体的音频播放逻辑，如设置不同的音频参数、调用不同的音频处理方法等。这样就通过条件编译在 Flutter 代码中直接实现了平台特定音频功能。

音频差异处理中的优化与调试

性能优化

  1. 音频编解码性能优化：在音频编解码过程中，选择合适的编解码参数以及优化编解码算法的使用可以显著提升性能。对于 iOS 和 Android 平台，虽然都支持 AAC 等格式，但在具体实现上可能存在差异。例如，在 iOS 上，可以通过调整 AAC 编码的比特率来平衡音质和文件大小。较低的比特率可以减小文件体积，但可能会损失一定的音质；较高的比特率则可以获得更好的音质，但文件会更大。在 Android 上同样如此，但由于不同设备的硬件性能差异，需要在不同设备上进行测试，找到适合大多数设备的最佳比特率设置。在 Flutter 开发中，使用flutter_sound插件时，可以通过设置codec参数来选择不同的编解码格式，并设置相关参数。例如，在录制音频时设置 AAC 编码的比特率：
await _recorder!.startRecorder(
  toFile: 'audio.aac',
  codec: Codec.aacADTS,
  audioSource: AudioSource.microphone,
  bitRate: 128000, // 设置比特率为 128kbps
);

通过这样的设置，可以在一定程度上优化音频编解码性能，根据应用需求平衡音质和文件大小。 2. 音频资源管理优化：在音频播放和录制过程中，合理管理音频资源对于性能提升至关重要。无论是 iOS 还是 Android，都需要避免音频资源的过度占用和浪费。例如，在音频播放完成后，及时释放相关的音频资源，关闭音频会话等。在 Flutter 中，使用audio_service插件时，当音频播放停止后，可以通过以下方式释放资源：

AudioService.stop();
await AudioService.destroy();

在使用flutter_sound插件进行音频录制和播放时，同样要注意在停止操作后关闭音频会话，如：

await _recorder!.stopRecorder();
await _recorder!.closeAudioSession();
await _player!.stopPlayer();
await _player!.closeAudioSession();

通过这样的资源管理方式，确保在 iOS 和 Android 平台上都能高效地使用音频资源，避免因资源泄漏导致的性能问题。

调试技巧

  1. 跨平台调试工具：Flutter 提供了一些跨平台调试工具，如 Flutter DevTools。通过 Flutter DevTools，可以查看音频相关的性能指标，如音频播放的帧率、音频资源的占用情况等。在调试音频差异问题时，可以利用这些工具来分析在 iOS 和 Android 平台上音频处理的性能差异。例如，在 DevTools 的性能面板中，可以看到音频处理过程中的 CPU 和内存使用情况，通过对比 iOS 和 Android 平台上的数据，找出性能瓶颈所在。同时，DevTools 还提供了调试日志查看功能，可以查看音频相关的调试信息，帮助开发者定位问题。例如，当音频播放出现异常时，可以查看日志中关于音频会话或音频焦点的相关信息，判断问题是出在音频初始化阶段还是播放过程中。
  2. 平台特定调试：除了跨平台调试工具，还需要利用 iOS 和 Android 原生的调试工具进行平台特定调试。在 iOS 上，可以使用 Xcode 的调试工具，如 Instruments。Instruments 提供了丰富的性能分析功能，如检测音频卡顿、内存泄漏等问题。通过在 Xcode 中运行 Flutter 应用，并使用 Instruments 进行分析，可以深入了解 iOS 平台上音频处理的内部机制，找到与音频差异相关的问题。在 Android 上，可以使用 Android Studio 的调试工具，如 Android Profiler。Android Profiler 可以实时监控应用的 CPU、内存、网络等性能指标，对于音频处理同样适用。通过分析 Android Profiler 中的数据，可以找出在 Android 平台上音频处理的问题，如音频焦点获取失败、音频编解码错误等。例如，当音频录制出现异常时，可以通过 Android Profiler 查看麦克风输入的实时数据，判断是否是硬件或驱动相关的问题。

处理音频差异的最佳实践

统一音频体验设计

  1. 功能一致性：在设计音频相关功能时，要确保在 iOS 和 Android 上具有一致性。例如，音频播放的控制按钮（播放、暂停、停止等）应该在两个平台上具有相同的功能和操作逻辑。无论用户使用的是 iOS 设备还是 Android 设备，都能以相似的方式与音频功能进行交互。在 Flutter 开发中，通过使用统一的 UI 组件库，如 Flutter 的 Material Design 组件（在 Android 上默认使用）和 Cupertino 组件（在 iOS 上更具原生风格），可以在保持功能一致性的同时，使应用在不同平台上具有原生的外观。例如，在实现音频播放控制界面时，可以使用ElevatedButton组件来创建播放和暂停按钮，并且在两个平台上设置相同的点击事件逻辑：
ElevatedButton(
  onPressed: _isPlaying? _stopPlaying : _startPlaying,
  child: Text(_isPlaying? 'Stop Playing' : 'Start Playing'),
),

这样，无论在 iOS 还是 Android 上，用户点击按钮时都会执行相应的音频播放或暂停操作，提供一致的功能体验。 2. 音质与音量一致性：尽量保证在 iOS 和 Android 上的音质和音量表现一致。虽然两个平台在音频编解码和音频输出设备上存在差异，但可以通过合理的配置和测试来达到相近的效果。例如，在选择音频编解码格式时，优先选择在两个平台上都能良好支持且音质表现相近的格式，如 AAC。在音量设置方面，要确保应用内的音量控制与系统音量控制协调工作。在 Flutter 开发中，可以使用插件来获取和设置系统音量，以保持两个平台上音量调节的一致性。例如，使用volume_watcher插件来获取系统音量，并根据需要进行调整：

import 'package:volume_watcher/volume_watcher.dart';

// 获取系统音量
double systemVolume = await VolumeWatcher.getVolume();
// 设置系统音量
await VolumeWatcher.setVolume(systemVolume * 0.5); // 将音量设置为当前音量的一半

通过这样的方式，在 iOS 和 Android 上保持音质和音量的一致性，提供统一的音频体验。

全面测试策略

  1. 设备兼容性测试：由于 Android 设备的多样性，需要进行广泛的设备兼容性测试。测试不同品牌、型号、操作系统版本的 Android 设备，确保音频功能在各种设备上都能正常工作。对于 iOS 设备，虽然型号相对较少，但也要测试不同的 iPhone 和 iPad 型号，以及不同的 iOS 版本。在 Flutter 开发中，可以使用云测试平台，如 Firebase Test Lab，来方便地进行多设备测试。通过上传 Flutter 应用的 APK 或 IPA 文件到 Firebase Test Lab，可以选择多种设备进行测试，快速发现音频功能在不同设备上可能出现的问题。例如，在某些 Android 设备上可能存在音频输出设备不兼容的问题，通过云测试平台可以及时发现并进行针对性修复。
  2. 音频场景测试：除了设备兼容性测试，还需要进行各种音频场景测试。例如，测试音频在后台播放的情况，确保应用在切换到后台后音频能够继续播放，并且在再次切换到前台时能正常响应。测试音频中断和恢复的场景，如在 iOS 上有电话呼入时音频暂停，电话结束后音频能正确恢复播放；在 Android 上，当其他应用请求音频焦点时，应用能做出正确的响应。在 Flutter 开发中，可以使用audio_service插件来模拟这些音频场景，并进行测试。例如，通过在audio_service的配置中设置相关参数来测试音频在后台播放的稳定性：
await AudioService.init(
  builder: () => MyAudioHandler(),
  config: AudioServiceConfig(
    androidNotificationChannelId: 'com.example.app.channel.audio',
    androidNotificationChannelName: 'Audio playback',
    androidNotificationOngoing: true,
    androidNotificationIcon: 'drawable/ic_stat_name',
    // 设置音频在后台播放的相关参数
    androidEnableQueue: true,
    androidIsolateMusicFromOtherApps: true,
  ),
);

通过这样的全面测试策略，确保在处理 iOS 和 Android 音频差异时，应用的音频功能在各种场景下都能稳定、可靠地运行。