Java播放midi文件及加载sf2音色库示例

最近折腾Java的MIDI功能，发现网上的教程大多只讲到怎么用Sequencer，更深入的比较难找，而且大都没的注释，于是自己踩坑无数，来这里发点稍微深入使用Java的MIDI功能的示例（嘛其实也没多么深入，毕竟我玩Java也只是刚入门的水平而已）

运行环境及测试如下，Mac虚拟机，Oracle JDK 8u201。

bogon:temp donmor$ screenfetch
readlink: illegal option -- f
usage: readlink [-n] [file ...]
awk: can't open file /proc/fbsource line number 1
/usr/local/bin/screenfetch: line 1341: [: =: unary operator expected-/+:.          donmor@bogon:++++.          OS: 64bit Mac OS X 10.11.6 15G22010/+++/.           Kernel: x86_64 Darwin 15.6.0.:-::- .+/:-``.::-       Uptime: 39m.:/++++++/::::/++++++/:`    Packages: 9.:///:`   Shell: bash 3.2.57`     Resolution: 1918x888-+++++++++++++++++++++++`      DE: Aqua/++++++++++++++++++++++/       WM: Quartz Compositor/sssssssssssssssssssssss.      WM Theme: Blue:ssssssssssssssssssssssss-     Font: Monacoosssssssssssssssssssssssso/`  CPU: Intel Core i5-4210U @ 1.70GHz`syyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyy+`  GPU: `ossssssssssssssssssssss/    RAM: 2402MiB / 4096MiB:ooooooooooooooooooo+.    `:+oo+/:-..-:/+o+/-      bogon:temp donmor$ java -version
java version "1.8.0_201"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_201-b09)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.201-b09, mixed mode)
bogon:temp donmor$ java MIDITest 01.mid

下面贴代码：

bogon:temp donmor$ cat MIDITest.java
import java.io.File;
import javax.sound.midi.*;public class MIDITest {public static void main(String[] args) {try {File midif = new File(args[0]);//打开MIDI文件，这里是直接从参数的第一位读取Sequence seq = MidiSystem.getSequence(midif);//加载文件到序列(Sequence)中Sequencer midip= MidiSystem.getSequencer();//创建一个音序器(Sequencer)，即播放器的核心midip.open();//启动音序器，midip.setSequence(seq);//把序列插入到音序器中if(!midip.isRunning())midip.start();//开始播放long time = midip.getMicrosecondLength() / 1000;//获取MIDI文件长度Thread.sleep(time);//让程序等待，直到播放结束if(midip.isRunning())midip.stop();if(midip.isOpen())midip.close();//此四句关闭音序器，程序主体结束} catch(Exception e) {e.printStackTrace();//处理异常}}
}

如果只是听个响，到这里就可以不用看了。然而说好要深入一点的……

那么上第二版，加入了MidiDevice

bogon:temp donmor$ cat MIDITest.java
import java.io.File;
import java.util.ArrayList;
import javax.sound.midi.*;public class MIDITest {private static MidiDevice midid;public static void main(String[] args) {try {MidiDevice.Info[] vdevs = MidiSystem.getMidiDeviceInfo();//获取所有MIDI设备信息ArrayList<MidiDevice.Info> xdevs = new ArrayList<MidiDevice.Info>();//准备筛除一些不能用来播放的设备，用这个ArrayList存放合格的for (MidiDevice.Info dev : vdevs) {String s = dev.getName();try {MidiDevice vc = MidiSystem.getMidiDevice(dev);//启动每个设备试验vc.getReceiver();//直接访问Receiver，如果没有就走catchvc.close();//关闭设备} catch (MidiUnavailableException e) {s = "$NORECEIVER";//利用名称筛除没有Receiver的设备}if (s != "Real Time Sequencer" && s != "$NORECEIVER")//筛除没有Receiver的设备和Real Time Sequencer(这个是音序器的Receiver，用来做MIDI录制的，当然不能要它)xdevs.add(dev);//过检的插进ArrayList里}MidiDevice.Info[] arrw = new MidiDevice.Info[xdevs.size()];MidiDevice.Info[] devs = xdevs.toArray(arrw);//这两句用来把ArrayList转为数组，注意不能直接toArrayif (args[0].equals("-devlist")) {//读取命令行参数第一位，如果是-devlist的话System.out.println("ID   Name    Description Vendor  Version");int id = 0;for (MidiDevice.Info dev : devs) {System.out.println(String.valueOf(id) + "    " + dev.getName() + "   " + dev.getDescription() + "    " + dev.getVendor() + " " + dev.getVersion());id += 1;}System.exit(0);//结束}String arg1 = "", arg2 = "";//准备读第二、三个参数try {arg1 = args[1];arg2 = args[2];//读第二、三参数，若参数不全则抛异常跳过} catch (Exception e) {}File midif = new File(args[0]);//打开MIDI文件，这里是直接从参数的第一位读取Sequence seq = MidiSystem.getSequence(midif);//加载文件到序列(Sequence)中Sequencer midip= MidiSystem.getSequencer(!arg1.equals("-dev"));//创建一个音序器(Sequencer)，即播放器的核心，这里如果传了-dev参数，就不自动连接默认设备midip.open();//启动音序器，if (arg1.equals("-dev")) {//检查参数midid = MidiSystem.getMidiDevice(devs[Integer.parseInt(arg2)]);//获取MIDI设备midid.open();//启动MIDI设备midip.getTransmitter().setReceiver(midid.getReceiver());//关键的一步，把之前的音序器的Transmitter和MidiDevice的Receiver挂接起来}midip.setSequence(seq);//把序列插入到音序器中if (!midip.isRunning())midip.start();//开始播放Runtime.getRuntime().addShutdownHook(new Thread() {//加入退出检测线程，Ctrl-C时停止并释放资源public void run() {try {System.out.println("Quit");if (midip.isRunning())midip.stop();if (midip.isOpen())midip.close();if (midid != null && midid.isOpen())midid.close();//关闭音序器和设备，结束程序} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}});long time = midip.getMicrosecondLength() / 1000;//获取MIDI文件长度Thread.sleep(time);//让程序等待，直到播放结束if (midip.isRunning())midip.stop();if (midip.isOpen())midip.close();if (midid != null && midid.isOpen())midid.close();//此六句关闭音序器和设备，程序主体结束} catch(Exception e) {e.printStackTrace();//处理异常}}
}
bogon:temp donmor$ java MIDITest -devlist
ID  Name    Description Vendor  Version
0   Gervill Software MIDI Synthesizer   OpenJDK 1.0
1   FluidSynth virtual port (Qsynth1)   FluidSynth virtual port (Qsynth1)   Unknown vendor  Unknown version
bogon:temp donmor$ java MIDITest 01.mid -dev 1
^CQuit

解释一下，此版相比上一版加入MidiDevice的处理，用-devlist参数可以输出全部可以用来输出的设备，再用命令行参数-dev加id选择设备，然后和之前的音序器挂接；此外加入退出处理的代码，防止使用外部设备时Ctrl-C中止程序后设备一直播放最后那一个音，需要按panic的情况(这里我就用了Qsynth)

然而还没有结束！上最终版，支持直接读取sf2音色库文件：

bogon:temp donmor$ cat MIDITest.java
import java.io.File;
import java.util.ArrayList;
import javax.sound.midi.*;public class MIDITest {private static MidiDevice midid;public static void main(String[] args) {try {MidiDevice.Info[] vdevs = MidiSystem.getMidiDeviceInfo();//获取所有MIDI设备信息ArrayList<MidiDevice.Info> xdevs = new ArrayList<MidiDevice.Info>();//准备筛除一些不能用来播放的设备，用这个ArrayList存放合格的for (MidiDevice.Info dev : vdevs) {String s = dev.getName();try {MidiDevice vc = MidiSystem.getMidiDevice(dev);//启动每个设备试验vc.getReceiver();//直接访问Receiver，如果没有就走catchvc.close();//关闭设备} catch (MidiUnavailableException e) {s = "$NORECEIVER";//利用名称筛除没有Receiver的设备}if (s != "Real Time Sequencer" && s != "$NORECEIVER")//筛除没有Receiver的设备和Real Time Sequencer(这个是音序器的Receiver，用来做MIDI录制的，当然不能要它)xdevs.add(dev);//过检的插进ArrayList里}MidiDevice.Info[] arrw = new MidiDevice.Info[xdevs.size()];MidiDevice.Info[] devs = xdevs.toArray(arrw);//这两句用来把ArrayList转为数组，注意不能直接toArrayif (args[0].equals("-devlist")) {//读取命令行参数第一位，如果是-devlist的话System.out.println("ID   Name    Description Vendor  Version");int i = 0;for (MidiDevice.Info dev : devs) {System.out.println(String.valueOf(i) + "  " + dev.getName() + "   " + dev.getDescription() + "    " + dev.getVendor() + " " + dev.getVersion());i++;}System.exit(0);//结束} else if (args[0].equals("-help")) {System.out.println("Usage:    MIDITest [FILE] [OPTION] ...");System.out.println("   MIDITest [OPTION]");System.out.println("A test application that plays MIDI files.");System.out.println("");System.out.println("Options:");System.out.println("  -dev ID     Use specific device to play the MIDI file. Use ");System.out.println("            -devlist option to enquire about device IDs.");System.out.println("   -sf2        Load sf2 files into the Gervill Software MIDI ");System.out.println("         Synthesizer provided by Java by default. ");System.out.println("          Please note that following sf2 files overwrites");System.out.println("            previous ones.");System.out.println(" -help       Display this help and exit.");System.out.println("    -devlist    List available MIDI devices and exit.");System.exit(0);//显示帮助并退出}String arg1 = "";String[] arg2 = new String[1];arg2[0] = "";//准备读更多参数ArrayList<String> arg2s = new ArrayList<String>();try {arg1 = args[1];int i = 0;boolean granted = false;for (String arg : args) {if (i > 1)arg2s.add(arg);i++;}String[] arrw2 = new String[arg2s.size()];arg2 = arg2s.toArray(arrw2);//读参数，若参数不全则抛异常跳过} catch (Exception e) {}File midif = new File(args[0]);//打开MIDI文件，这里是直接从参数的第一位读取Sequence seq = MidiSystem.getSequence(midif);//加载文件到序列(Sequence)中Sequencer midip= MidiSystem.getSequencer(!(arg1.equals("-dev") || arg1.equals("-sf2")));//创建一个音序器(Sequencer)，即播放器的核心，这里如果传了-dev或-sf2参数，就不自动连接默认设备midip.open();//启动音序器if (arg1.equals("-dev")) {//检查参数midid = MidiSystem.getMidiDevice(devs[Integer.parseInt(arg2[0])]);//获取MIDI设备midid.open();//启动MIDI设备midip.getTransmitter().setReceiver(midid.getReceiver());//关键的一步，把之前的音序器的Transmitter和MidiDevice的Receiver挂接起来} else if (arg1.equals("-sf2")) {midid = MidiSystem.getMidiDevice(devs[0]);//获取MIDI设备midid.open();//启动MIDI设备Synthesizer midis = (Synthesizer) midid;//获取合成器for (String sf2 : arg2) {//对每个从参数传来的sf2文件:try {Soundbank sbx = MidiSystem.getSoundbank(new File(sf2));midis.loadAllInstruments(sbx);//顺序加入合成器中} catch (Exception e) {}}midip.getTransmitter().setReceiver(midid.getReceiver());//关键的一步，把之前的音序器的Transmitter和MidiDevice的Receiver挂接起来}midip.setSequence(seq);//把序列插入到音序器中if (!midip.isRunning()){System.out.println("Now Playing...");midip.start();//开始播放}Runtime.getRuntime().addShutdownHook(new Thread() {//加入退出检测线程，Ctrl-C时停止并释放资源public void run() {try {System.out.println("[Quit]");if (midip.isRunning())midip.stop();if (midip.isOpen())midip.close();if (midid != null && midid.isOpen())midid.close();//关闭音序器和设备，结束程序} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}});long time = midip.getMicrosecondLength() / 1000;//获取MIDI文件长度Thread.sleep(time);//让程序等待，直到播放结束if (midip.isRunning())midip.stop();if (midip.isOpen())midip.close();if (midid != null && midid.isOpen())midid.close();//此六句关闭音序器和设备，程序主体结束} catch(Exception e) {e.printStackTrace();//处理异常}}
}
bogon:temp donmor$ java MIDITest 01.mid -sf2 ~/Documents/SGM-180_v1.5.sf2
Now Playing...
^C[Quit]

这一版改了命令参数解析代码，使用-sf2参数加sf2文件名可以导入多个sf2音色库，载入Gervill设备后cast出合成器Synthesizer，然后逐个加入sf2文件(后加载的会覆盖先加载的重复部分)，最后挂接；另外加了一点提示信息和帮助(-help)

以上~代码略丑，权当抛砖引玉了
另外有把MIDI部分单独包装成类、用Swing做了UI的版本在这里：
https://github.com/donmor/Java-MIDI-Player

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