PhoneCall

此项目为基于netty框架实现的局域网内的ip电话，实现了先录音然后进行混音的功能，并且在github上传了demo可以进行测试。

一、介绍

基于netty框架开发的局域网IP电话，用户输入对方IP地址便能够进行语音通话。为了实现网络连接与Activity无关，使用service管理netty对象，现阶段可以在APP的任意界面监听到打电话请求，并跳转到响铃界面。另外，本项目将需要的操作封装到了ApiProvider类中。本来打算做个群组通话，但是只实现了音频合成功能。细节参照github项目PhoneCall

ps：本项目是在VideoCalling上进行改进的，该项目是实现局域网的视频传输，我将其语音传输抽取出来进行更改实现语音通话，感谢作者的无私贡献。

测试

Releases v3为最新版本，将两个手机连接到同一个局域网中，一方输入对方IP便可以进行语音通话。网络监听线程设置在Service中，当监听到打电话请求便会直接跳转到响铃界面。

实现思路

首先使用AudioRecord进行音频录制，使用speex进行降噪并编码生成语音流，然后使用socket发送给出去，接受方收到语音数据后将进行解码，然后使用AudioTrack播放。其中，电话交互逻辑使用文本信令控制。

对于群组通话，假设有ABC三人进行通话，首先A开启一个聊天室，然后BC加入聊天室，此时BC只需将自己的语音流发送给A，然后在A进行语音的合成操作，将合成的语音在本地播放和发送给BC即可。

界面展示

项目架构

audio包：进行音频的录制、编码、解码、播放操作
net包：网络连接的包
- CallSingal:定义电话信令，如拨打电话操作
- Message: 传输数据，包括字节与音流和文字
- NettyClient: netty网络连接代理
- NettyReceiverHandler: 处理发送数据和接受数据，定义接口回调返回语音信息和电话信令信息
ApiProvider: 提供网络发送API，音频播放和录制API，连接断开等API。整个项目的入口文件。
mixAudioUtils: 混音用的工具类
MultiVoIPActivity:实现混音界面，需要录制两端音频然后点击混音按钮，之后点击输出混音即可播放
VoipP2PActivity:IP电话的主要界面，因为需要监听打电话的请求，但是不会写service进行后台监听，所以就在一个activity中写了五个界面进行切换…以后有机会可能会改

控制信令逻辑图

二、代码

0. API

打电话的逻辑是基于以下API实现，包括音频的录制与播放，语音流的发送与接收，连接的断开与关闭，以上包括了实现PhoneCall所需要的全部功能。

public class ApiProvider {/***  注册回调，处理接收到的音频和文本。* @param callback 回调变量。*/public void registerFrameResultedCallback(NettyReceiverHandler.FrameResultedCallback callback){}/*** 发送音频数据* @param data 音频流*/public void sendAudioFrame(byte[] data) {}/***  通过设置默认IP进行发送数据。* @param msg 消息*/public void sentTextData(String msg) {}/*** 通过指定IP发送文本信息* @param targetIp 目标IP* @param msg 文本消息。*/public void UserIPSentTextData(String targetIp, String msg) {}/*** 通过指定IP发送音频信息* @param targetIp 目标IP* @param data 数据流*/public void UserIpSendAudioFrame(String targetIp ,byte[] data) {}/*** 关闭Netty客户端，*/public void shutDownSocket(){}/***  关闭连接，打电话结束* @return true or false*/public boolean disConnect(){}/***  获取目标地址* @return 此时目标地址。*/public String getTargetIP() {}/***  设置目标地址* @param targetIP 设置目标地址。*/public void setTargetIP(String targetIP) {}/*** 开始录音 在开始以下操作之前，必须先把目标IP设置对，否则会出现问题。*/public void startRecord(){}/*** 停止录音*/public void  stopRecord(){}/***  录音线程是否正在录音* @return true 正在录音 or false 没有在录音*/public boolean isRecording(){}/*** 开始播放音频*/public void startPlay(){}/*** 停止播放音频*/public void stopPlay(){}/***  是否正在播放* @return true 正在播放;  false 停止播放*/public boolean isPlaying(){}/***  开启录音与播放*/public void startRecordAndPlay(){}/*** 关闭录音与播放*/public void stopRecordAndPlay(){}
}

1. 监听端口

每个客户端在启动时，都需要初始化一个Netty客户端进行监听请求，当收到请求以后，需要捕获发送方IP，然后进行主动的回复。

Bootstrap b = new Bootstrap();
group = new NioEventLoopGroup();
try {//设置netty的连接属性。b.group(group).channel(NioDatagramChannel.class) //异步的 UDP 连接.option(ChannelOption.SO_BROADCAST, true).option(ChannelOption.SO_RCVBUF, 1024 * 1024)//接收区2m缓存.option(ChannelOption.RCVBUF_ALLOCATOR, new FixedRecvByteBufAllocator(65535))//加上这个，里面是最大接收、发送的长度.handler(handler); //设置数据的处理器b.bind(localPort).sync().channel().closeFuture().await();
} catch (Exception e) {e.printStackTrace();
} finally {group.shutdownGracefully();
}

2. 数据传输

主要包括两种数据：

数字信令(Integer)：建立连接过程中的控制数字，发送的时候被转成String类型，(为了兼容Handler只能发送数字)。
语音数据：通话中的语音数据

每次传输需要判断需要发送的是什么类型的数据，做相应的处理后装入运输载体Message对象中，最后用ChannelHandlerContext对象将转换为Json格式的Message对象发送至目标IP地址相应的端口。

//发送数据。
public void sendData(String ip, int port, Object data, String type) {Message message = null;if (data instanceof byte[]) {message = new Message();message.setFrame((byte[]) data);message.setMsgtype(type);message.setTimestamp(System.currentTimeMillis());}else if (data instanceof String){message = new Message();message.setMsgBody((String) data);message.setMsgtype(type);message.setTimestamp(System.currentTimeMillis());message.setMsgIp(MLOC.localIpAddress);}if (channelHandlerContext != null) {channelHandlerContext.writeAndFlush(new DatagramPacket(Unpooled.copiedBuffer(JSON.toJSONString(message).getBytes()),new InetSocketAddress(ip, port)));}}

在进行接收数据的时候也是需要进行相同判断操作，然后进行数据的获取。

//接收数据。ByteBuf buf = (ByteBuf) packet.copy().content(); //字节缓冲区byte[] req = new byte[buf.readableBytes()];buf.readBytes(req);String str = new String(req, "UTF-8");Message message = JSON.parseObject(str,Message.class);Netty框架中有一个类SimpleChannelInboundHandler，主要是对监听的端口传来的数据进行处理的。自定义一个继承自它的类，并重写处理收到数据的方法channelRead0()，将数据写入Message对象。//发送文字类型信息回调if (message.getMsgtype().equals(Message.MES_TYPE_NOMAL)){if (frameCallback !=null){frameCallback.onTextMessage(message.getMsgBody());frameCallback.onGetRemoteIP(message.getMsgIp());}}else if (message.getMsgtype().equals(Message.MES_TYPE_AUDIO)){//发送语音数据接口回调if (frameCallback !=null){frameCallback.onAudioData(message.getFrame());}}

3. 数字信令

总共的控制代码有三种:

// control text
public static final Integer PHONE_MAKE_CALL = 100; // make call
public static final Integer PHONE_ANSWER_CALL = 200; // answer call
public static final Integer PHONE_CALL_END = 300; //  call end

假设A向B进行打电话：

当B收到PHONE_MAKE_CALL后，B需要先判断此时自己是否正忙（正在打电话），如果不忙则跳到响铃界面，否则直接丢包。
当A收到B的PHONE_ANSWER_CALL后，则直接显示对话界面，开始录音并且将接电话标识设置为true。
当A或者B收到PHONE_CALL_END后，此时需要判断发出此条结束消息的来源是否是正在通话的客户，防止在第三方进行呼叫是出现错误挂断的情形。

// 状态切换逻辑
@SuppressLint("HandlerLeak")
private Handler mHandler = new Handler() {public void handleMessage(Message msg) {//根据标志记性自定义的操作，这个操作可以操作主线程。if (msg.what == PHONE_MAKE_CALL) { //收到打电话的请求。if (!isBusy){ //如果不忙 则跳转到通话界面。showRingView(); //跳转到响铃界面。isBusy = true;}}else if (msg.what == PHONE_ANSWER_CALL){ //接听电话showTalkingView();provider.startRecordAndPlay();isAnswer = true; //接通电话为真}else if (msg.what == PHONE_CALL_END){ //收到通话结束的信息if (newEndIp.equals(provider.getTargetIP())){showBeginView();isAnswer = false;isBusy = false;provider.stopRecordAndPlay();timer.stop();}}}
};

4.混音

混音采用的是平均混音算法，通过测试可以实现混音。主要涉及到安卓文件的创建和以字节流的方式进行文件的读取。

public static byte[] averageMix(String file1,String file2) throws IOException {byte[][] bMulRoadAudioes =  new byte[][]{FileUtils.getContent(file1),    //第一个文件FileUtils.getContent(file2)     //第二个文件};byte[] realMixAudio = bMulRoadAudioes[0]; //保存混音之后的数据。Log.e("ccc", " bMulRoadAudioes length " + bMulRoadAudioes.length); //2//判断两个文件的大小是否相同，如果不同进行补齐操作for (int rw = 0; rw < bMulRoadAudioes.length; ++rw) { //length一直都是等于2.依次检测file长度和file2长度if (bMulRoadAudioes[rw].length != realMixAudio.length) {Log.e("ccc", "column of the road of audio + " + rw + " is diffrent.");if (bMulRoadAudioes[rw].length<realMixAudio.length){realMixAudio = subBytes(realMixAudio,0,bMulRoadAudioes[rw].length); //进行数组的扩展}else if (bMulRoadAudioes[rw].length>realMixAudio.length){bMulRoadAudioes[rw] = subBytes(bMulRoadAudioes[rw],0,realMixAudio.length);}}}int row = bMulRoadAudioes.length;       //行int column = realMixAudio.length / 2;   //列short[][] sMulRoadAudioes = new short[row][column];for (int r = 0; r < row; ++r) {         //前半部分for (int c = 0; c < column; ++c) {sMulRoadAudioes[r][c] = (short) ((bMulRoadAudioes[r][c * 2] & 0xff) | (bMulRoadAudioes[r][c * 2 + 1] & 0xff) << 8);}}short[] sMixAudio = new short[column];int mixVal;int sr = 0;for (int sc = 0; sc < column; ++sc) {mixVal = 0;sr = 0;for (; sr < row; ++sr) {mixVal += sMulRoadAudioes[sr][sc];}sMixAudio[sc] = (short) (mixVal / row);}//合成混音保存在realMixAudiofor (sr = 0; sr < column; ++sr) { //后半部分realMixAudio[sr * 2] = (byte) (sMixAudio[sr] & 0x00FF);realMixAudio[sr * 2 + 1] = (byte) ((sMixAudio[sr] & 0xFF00) >> 8);}//保存混合之后的pcmFileOutputStream fos = null;//保存合成之后的文件。File saveFile = new File(FileUtils.getFileBasePath()+ "averageMix.pcm" );if (saveFile.exists()) {saveFile.delete();}fos = new FileOutputStream(saveFile);// 建立一个可存取字节的文件fos.write(realMixAudio);fos.close();// 关闭写入流return realMixAudio; //返回合成的混音。}//合并两个音轨。private static byte[] subBytes(byte[] src, int begin, int count) {byte[] bs = new byte[count];System.arraycopy(src, begin, bs, 0, count);return bs;}

传入文件名称，返回文件内容的字节流

    //将文件流读取到数组中，public static byte[] getContent(String filePath) throws IOException {File file = new File(filePath);long fileSize = file.length();if (fileSize > Integer.MAX_VALUE) {Log.d("ccc","file too big...");return null;}FileInputStream fi = new FileInputStream(file);byte[] buffer = new byte[(int) fileSize];int offset = 0;int numRead = 0;//while循环会使得read一直进行读取，fi.read()在读取完数据以后会返回-1while (offset < buffer.length&& (numRead = fi.read(buffer, offset, buffer.length - offset)) >= 0) {offset += numRead;}//确保所有数据均被读取if (offset != buffer.length) {throw new IOException("Could not completely read file "+ file.getName());}fi.close();return buffer;}

万水千山总是情，点个star行不行~

具体细节请参照我的github项目PhoneCall，千山万水总是情，点个star行不行。
可以转载，转载请注明出处谢谢~

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