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android 原生安全音量配置逻辑设计详解

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前言

接到一个开发需求,需要定制化开发一个安全音量功能;此前有了解过为了符合欧盟等有关国家和地区的规定,原生Android是有自带一个安全音量功能的,想要定制则先要了解这个功能原先长什么样子,下面我们就从一个系统工程师的角度出发去探寻一下,原生Android的安全音量功能是如何实现的。

安全音量配置

安全音量的相关配置都在framework的config.xml里面,可以直接修改或者overlay配置修改其默认值。

<!-- Whether safe headphone volume is enabled or not (country specific). -->
<bool name="config_safe_media_volume_enabled">true</bool>
<!-- Safe headphone volume index. When music stream volume is below this index
the SPL on headphone output is compliant to EN 60950 requirements for portable music
players. -->
<integer name="config_safe_media_volume_index">10</integer>

config_safe_media_volume_enabled是安全音量功能的总开关,config_safe_media_volume_index则是表明触发安全音量弹框的音量大小值。

安全音量相关流程

安全音量的主要流程都在AudioService里面,其大致流程如下图所示:

onSystemReady 初始化

系统启动过程略去不表,在系统启动完成后会调用onSystemReady;在onSystemReady中,service会发送一个MSG_CONFIGURE_SAFE_MEDIA_VOLUME_FORCED的msg,强制配置安全音量。

public void onSystemReady() {
    ...
    sendMsg(mAudioHandler,
    MSG_CONFIGURE_SAFE_MEDIA_VOLUME_FORCED,
    SENDMSG_REPLACE,
    0,
    0,
    TAG,
    SystemProperties.getBoolean("audio.safemedia.bypass", false) ?
        0 : SAFE_VOLUME_CONFIGURE_TIMEOUT_MS);
    ...
}

发送的MSG_CONFIGURE_SAFE_MEDIA_VOLUME_FORCED会调用onConfigureSafeVolume()来进行安全音量的配置

onConfigureSafeVolume() 安全音量配置

    private void onConfigureSafeVolume(boolean force, String caller) {
        synchronized (mSafeMediaVolumeStateLock) {
            //Mobile contry code,国家代码,主要用来区分不同国家,部分国家策略可能会不一致
            int mcc = mContext.getResources().getConfiguration().mcc;
            if ((mMcc != mcc) || ((mMcc == 0) && force)) {
                //从config_safe_media_volume_index中获取回来的安全音量触发阈值
                mSafeMediaVolumeIndex = mContext.getResources().getInteger(
                        com.android.internal.R.integer.config_safe_media_volume_index) * 10;
                mSafeUsbMediaVolumeIndex = getSafeUsbMediaVolumeIndex();
                //根据audio.safemedia.force属性值或者value配置的值来决定是否使能安全音量
                boolean safeMediaVolumeEnabled =
                        SystemProperties.getBoolean("audio.safemedia.force", false)
                        || mContext.getResources().getBoolean(
                                com.android.internal.R.bool.config_safe_media_volume_enabled);
                //确认是否需要bypass掉安全音量功能
                boolean safeMediaVolumeBypass =
                        SystemProperties.getBoolean("audio.safemedia.bypass", false);
                // The persisted state is either "disabled" or "active": this is the state applied
                // next time we boot and cannot be "inactive"
                int persistedState;
                if (safeMediaVolumeEnabled && !safeMediaVolumeBypass) {
                    persistedState = SAFE_MEDIA_VOLUME_ACTIVE; //这个值只能是disable或者active,不能是inactive,主要用于下次启动。
                    // The state can already be "inactive" here if the user has forced it before
                    // the 30 seconds timeout for forced configuration. In this case we don't reset
                    // it to "active".
                    if (mSafeMediaVolumeState != SAFE_MEDIA_VOLUME_INACTIVE) {
                        if (mMusicActiveMs == 0) { //mMusicActiveMs主要用于计数,当安全音量弹框弹出时,如果按了确定,这个值便开始递增,当其达到UNSAFE_VOLUME_MUSIC_ACTIVE_MS_MAX时,则重新使能安全音量
                            mSafeMediaVolumeState = SAFE_MEDIA_VOLUME_ACTIVE;
                            enforceSafeMediaVolume(caller);
                        } else {
                            //跑到这里则表示已经弹过安全音量警示了,并且按了确定,所以把值设置为inactive
                            // We have existing playback time recorded, already confirmed.
                            mSafeMediaVolumeState = SAFE_MEDIA_VOLUME_INACTIVE;
                        }
                    }
                } else {
                    persistedState = SAFE_MEDIA_VOLUME_DISABLED;
                    mSafeMediaVolumeState = SAFE_MEDIA_VOLUME_DISABLED;
                }
                mMcc = mcc;
                //持久化当前安全音量的状态
                sendMsg(mAudioHandler,
                        MSG_PERSIST_SAFE_VOLUME_STATE,
                        SENDMSG_QUEUE,
                        persistedState,
                        0,
                        null,
                        0);
            }
        }
    }

由上可知,onConfigureSafeVolume()主要用于配置和使能安全音量功能,并且通过发送MSG_PERSIST_SAFE_VOLUME_STATE来持久化安全音量配置的值,这个持久化的值只能是active或者disabled。

case MSG_PERSIST_SAFE_VOLUME_STATE:
    onPersistSafeVolumeState(msg.arg1);
    break;
....
....
private void onPersistSafeVolumeState(int state) {
    Settings.Global.putInt(mContentResolver,
            Settings.Global.AUDIO_SAFE_VOLUME_STATE,
            state);
}

安全音量触发

从实际操作可知,安全音量触发条件是:音量增大到指定值。 从调节音量的代码出发,在调用mAudioManager.adjustStreamVolume和mAudioManager.setStreamVolume时,最终会调用到AudioService中的同名方法,在执行该方法的内部:

protected void adjustStreamVolume(int streamType, int direction, int flags,
        String callingPackage, String caller, int uid) {
    ...
    ...
    ...
    } else if ((direction == AudioManager.ADJUST_RAISE) &&
            !checkSafeMediaVolume(streamTypeAlias, aliasIndex + step, device)) {
        Log.e(TAG, "adjustStreamVolume() safe volume index = " + oldIndex);
        mVolumeController.postDisplaySafeVolumeWarning(flags);
    ....
    ...
private void setStreamVolume(int streamType, int index, int flags, String callingPackage,
            String caller, int uid) {
    ....
    ....
        if (!checkSafeMediaVolume(streamTypeAlias, index, device)) {
                mVolumeController.postDisplaySafeVolumeWarning(flags);
                mPendingVolumeCommand = new StreamVolumeCommand(
                                                    streamType, index, flags, device);
            } else {
                onSetStreamVolume(streamType, index, flags, device, caller);
                index = mStreamStates[streamType].getIndex(device);
            }
    ....
    ....

由以上代码可以看出,其安全音量弹框警告的触发地方就在checkSafeMediaVolume方法附近处,并且都是通过mVolumeController这个远程服务去调用UI显示安全音量弹框警告,但两种调节音量的方法,触发效果略有不同:

private boolean checkSafeMediaVolume(int streamType, int index, int device) {
        synchronized (mSafeMediaVolumeStateLock) {
            if ((mSafeMediaVolumeState == SAFE_MEDIA_VOLUME_ACTIVE) &amp;&amp;
                    (mStreamVolumeAlias[streamType] == AudioSystem.STREAM_MUSIC) &amp;&amp;
                    ((device &amp; mSafeMediaVolumeDevices) != 0) &amp;&amp;
                    (index &gt; safeMediaVolumeIndex(device))) {
                return false;
            }
            return true;
        }
    }

以上是安全音量判断条件checkSafeMediaVolume,可以看出其判断主要根据以下条件:

    /*package*/ final int mSafeMediaVolumeDevices = AudioSystem.DEVICE_OUT_WIRED_HEADSET
            | AudioSystem.DEVICE_OUT_WIRED_HEADPHONE
            | AudioSystem.DEVICE_OUT_USB_HEADSET;

由上可知,只针对耳机播放或者USB耳机才做安全音量功能,如有需要系统工程师可自行配置其他设备;

UI部分

上面有提到,当满足安全音量警示框的触发条件时,会通过mVolumeController这个远程服务去调用UI显示安全音量弹框警告,其调用链条有点长,中途略过不表,其最终会走到VolumeDialogImpl.java的showSafetyWarningH,如下:

public class VolumeDialog {
    ...
    private void showSafetyWarningH(int flags) {
        if ((flags &amp; (AudioManager.FLAG_SHOW_UI | AudioManager.FLAG_SHOW_UI_WARNINGS)) != 0
                || mShowing) {
            synchronized (mSafetyWarningLock) {
                if (mSafetyWarning != null) {
                    return;
                }
                mSafetyWarning = new SafetyWarningDialog(mContext, mController.getAudioManager()) {
                    @Override
                    protected void cleanUp() {
                        synchronized (mSafetyWarningLock) {
                            mSafetyWarning = null;
                        }
                        recheckH(null);
                    }
                };
                mSafetyWarning.show();
            }
            recheckH(null);
        }
        rescheduleTimeoutH();
    }
    ...
}

UI配置部分主要在SafetyWarningDialog.java,代码就不贴了,可自行查看,其本质是一个对话框,在弹出时会抢占UI焦点,如果不点击确定或取消,则无法操作其他UI;

点击确定后,会调用mAudioManager.disableSafeMediaVolume()来暂时关闭安全音量警告功能,但上面有提到,当点击确定之后其实是启动了一个变量mMusicActiveMs的计数,当这个计数到达一定值(默认是20个小时),安全音量会重新启动;

但如果点击了取消,再继续调大音量时,安全音量弹框还是会继续弹出;

disableSafeMediaVolume()

上面有提到,在安全音量弹框弹出后,点击确定可以暂时关闭安全音量警告功能,其实最终会调用到AudioService中的disableSafeMediaVolume(),代码如下:

public void disableSafeMediaVolume(String callingPackage) {
        enforceVolumeController("disable the safe media volume");
        synchronized (mSafeMediaVolumeStateLock) {
            setSafeMediaVolumeEnabled(false, callingPackage);
            if (mPendingVolumeCommand != null) {
                onSetStreamVolume(mPendingVolumeCommand.mStreamType,
                                  mPendingVolumeCommand.mIndex,
                                  mPendingVolumeCommand.mFlags,
                                  mPendingVolumeCommand.mDevice,
                                  callingPackage);
                mPendingVolumeCommand = null;
            }
        }
    }

一方面是调用setSafeMediaVolumeEnabled来暂时关闭安全音量功能,另一方面会把此前临时挂起的设置音量mPendingVolumeCommand重新设置回去。

小结

简单来讲,Android原生的安全音量功能默认强制打开,在插入耳机后,音量调节到指定阈值时,会触发音量警告弹框,该弹框会抢走焦点,不点击确定或取消无法进行其他操作;在点击确定后,默认操作者本人允许设备音量继续往上调,但此时系统会开始一个默认为20分钟的倒计时,在这20分钟内音量随意调节都不会触发安全音量弹框,但20分钟结束后,音量大于阈值时会继续触发安全音量弹框,提醒使用者注意。

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