實時語音通信的實現

引言

本人雖已學習VC++一年半載，仍覺捉襟見肘，好在有VCKBASE的幫忙，確實學 到了不少東西，www.vckbase.com也成了我每次上民網必到之處（閣下有所不知， 鄙人接受最為嚴格的管理，上民網是要申請的）。近日在做一個通信 方面的程序 ，實時的語音和視頻通信當然是大家所喜歡的。本文將向您展示局域網環境下實 時語音通信的的一個解決方案(視頻這一塊正在做，估計很快就能出爐)，Winxp環 境下測試效果良好，並且具有網絡 擁塞處理機制，您不妨一看。

本文以第26期 栾義明 先生的《基於API的錄音機程序》為基礎的，在此深表 感謝。雷同之處將不再贅述，主要做了以下發展:

（1） 利用多線程機制，實現錄音、網絡傳輸、放音同時進行。

（2） 網 絡壅塞處理，保證數據不丟失。

例子程序運行畫面：

下面且看我細細道來：

（一）首先定義了一個聲音數據“塊”

struct CAudioData
{
　　PBYTE lpdata; //指向語音數據，注意這裡內存區域是動態申請釋放的
　　DWORD dwLength;//語音數據長度
}接下來申明兩個循環隊列和相關指針。

//InBlocks,OutBlocks非別為兩個常數
CAudioData m_AudioDataIn[InBlocks],m_AudioDataOut[OutBlocks];
int　 nAudioIn, nSend, //錄入、發送指針
　　 nAudioOut, nReceive;//接收、播放指針// 對於錄音和放音都 存在和網絡的同步問題，主要靠這些指針進行協調

討論：如圖所示，幾個指針的相互追逐，這種機制在處理網絡擁塞上應該 有普遍的應用意義

（1）正常網速下：nAudioIn 在 nSend 之前， nReceive 在 nAuioOu t之前 ，周而復始的走下去。

（2）超快網速下：發送端：-->nSend追上 nAudioIn-->“空轉”(繞了一圈又回來了)--〉

接收端：因為錄、放音的采樣頻率設置為相等，故不可能出現 nReceive 在n AudioOut 之後，

即收到的聲音文件太多，來不及播放的現象。

（3）超慢網速下：(極端情況，網速幾乎為0也沒關系)

發送端：nAudioIn 繞一圈反追上 nSend，於是將數據接在當前塊的尾部 ，以待發送

接收端：nAudioOut 追上 nReceive 後，發現沒有數據可播放了，就 “空轉”。

綜合以上情況，相關實現如下：

（二）聲音的錄制與播放

（1）錄音處理

void CRecTestDlg::OnMM_WIM_DATA(UINT wParam,LONG lParam)
{
　　　int nextBlock = (nAudioIn+1)% InBlocks;
　　if(m_AudioDataIn[nextBlock].dwLength!=0)//下一“塊” 沒發走
　　{　//把PWAVEHDR(即pBUfferi)裡的數據接到當前“塊”的末 尾
　　　　　 m_AudioDataIn[nAudioIn].lpdata　
　　　　= (PBYTE)realloc (m_AudioDataIn[nAudioIn].lpdata ,
　　　　　　　　 (((PWAVEHDR) lParam)- >dwBytesRecorded+m_AudioDataIn[nAudioIn].dwLength)) ;
　　　　if (m_AudioDataIn[nAudioIn].lpdata == NULL)
　　　　{//...出錯處理
　　　　　　return ;
　　　　}
　　　　　　CopyMemory ((m_AudioDataIn [nAudioIn].lpdata+m_AudioDataIn[nAudioIn].dwLength),
　　　　　　　　　 ((PWAVEHDR) lParam)->lpData,
　　　　　　　　　 ((PWAVEHDR) lParam)->dwBytesRecorded) ;// (*destination,*resource,nLen);
　　　　m_AudioDataIn[nAudioIn].dwLength +=((PWAVEHDR) lParam)- >dwBytesRecorded;
　　}
　　else //把PWAVEHDR(即pBUfferi)裡的數據拷貝到下一“塊” 中
　　{
　　　　nAudioIn = (nAudioIn+1)% InBlocks;
　　　　m_AudioDataIn[nAudioIn].lpdata = (PBYTE)realloc
　　　　　　(0,((PWAVEHDR) lParam)->dwBytesRecorded);
　　　　CopyMemory(m_AudioDataIn[nAudioIn].lpdata,
　　　　　　　　((PWAVEHDR) lParam)->lpData,
　　　　　　　　((PWAVEHDR) lParam)->dwBytesRecorded) ;
　　　 m_AudioDataIn[nAudioIn].dwLength =((PWAVEHDR) lParam)- >dwBytesRecorded;
　　}
　　// Send out a new buffer
　　waveInAddBuffer (hWaveIn, (PWAVEHDR) lParam, sizeof (WAVEHDR)) ;
　　return ;
}

（2）放音處理

void CRecTestDlg::OnMM_WOM_DONE(UINT wParam,LONG lParam)
{ //釋放播放完的緩沖區，並准備新的數據
　　free(m_AudioDataOut[nAudioOut].lpdata);
　　m_AudioDataOut[nAudioOut].lpdata = reinterpret_cast<PBYTE>(malloc(1));
　　m_AudioDataOut[nAudioOut].dwLength = 0;
　　　 nAudioOut= (nAudioOut+1)%OutBlocks;
　　((PWAVEHDR)lParam)->lpData　　　　　= (LPTSTR) m_AudioDataOut[nAudioOut].lpdata ;
　　((PWAVEHDR)lParam)->dwBufferLength　= m_AudioDataOut [nAudioOut].dwLength ;
　 　　waveOutPrepareHeader (hWaveOut,(PWAVEHDR)lParam,sizeof (WAVEHDR));
　　　 waveOutWrite(hWaveOut,(PWAVEHDR)lParam,sizeof(WAVEHDR));
　 return;
}

（三）套接字發送、接收線程

其實，經過剛才的討論，現在這兩個線程的運作很簡單---只是循環地操 作nReceive和nSend指針。首先發送（接收）聲音塊的長度，然後發送（接收）聲 音內容。注意：拿CSocket::Send(buffer,count)為例，其返回值（發送出去的字 結數）只是1到count之間的某值，所以要添加檢測機制，否則將出現錯誤，這也 是socket編程必須注意的。本文是用一個循環，直到發送出去的字節總數等於 “塊”的長度才發送第二個數據塊的信息。

例外這兩個線程稍加改動即可實現多人的語音會議。

UINT Audio_Listen_Thread(LPVOID lParam)
{
　　CRecTestDlg *pdlg = (CRecTestDlg*)lParam;
　　CSocket m_Server;
　　DWORD 　　length;
　　if(!m_Server.Create(4002))
　　　　AfxMessageBox("Listen Socket create error"+pdlg- >GetError(GetLastError()));
　　if(!m_Server.Listen())
　　　　AfxMessageBox("m_server.Listen ERROR"+pdlg- >GetError(GetLastError()));
　　CSocket recSo;
　　if(! m_Server.Accept(recSo))
　　　　AfxMessageBox("m_server.Accept() error"+pdlg- >GetError(GetLastError()));
　　m_Server.Close();
　　int ret ;
　　while(1)
　　{　 //開始循環接收聲音文件，首先接收文件長度
　　　　ret = recSo.Receive(&length,sizeof(DWORD));
　　　　if(ret== SOCKET_ERROR )
　　　　　　AfxMessageBox("服務器端接收聲音文件長度出錯，原因 ： "+pdlg->GetError(GetLastError()));
　　　　if(ret!=sizeof(DWORD))
　　　　{
　　　　　　AfxMessageBox("接收文件頭錯誤，將關閉該線程 ");
　　　　　　recSo.Close();
　　　　　　return -1;
　　　　}//接下來開辟length長的內存空間
　　　　pdlg->m_AudioDataOut[pdlg->nReceive].lpdata =(PBYTE) realloc (0,length);
　　　　if (pdlg->m_AudioDataOut[pdlg->nReceive].lpdata == NULL)
　　　　{
　　　　　　AfxMessageBox("erro memory_ReceiveAudio");
　　　　　　recSo.Close();
　　　　　　return -1;
　　　　}
　　　　else//內存申請成功，可以進行循環檢測接受
　　　　{
　　　　　　DWORD dwReceived = 0,dwret;
　　　　　　while(length>dwReceived)
　　　　　　{
　　　　　　　　dwret = recSo.Receive((pdlg->m_AudioDataOut [pdlg->nReceive].lpdata+dwReceived),
　　　　　　　　　　(length-dwReceived));
　　　　　　　　dwReceived +=dwret;
　　　　　　　　if(dwReceived ==length)
　　　　　　　　{
　　　　　　　　　　pdlg->m_AudioDataOut[pdlg- >nReceive].dwLength = length;
　　　　　　　　　　break;
　　　　　　　　}
　　　　　　}
　　　　}//本輪聲音文件接收完畢
　　　　pdlg->nReceive=(pdlg->nReceive+1)%OutBlocks;
　　}
　　recSo.Close();
　　return 0;
}
UINT Audio_Send_Thread(LPVOID lParam)
{
　　CRecTestDlg *pdlg = (CRecTestDlg*)lParam;
　　CSocket m_Client;
　　m_Client.Create();
　　if( m_Client.Connect("127.0.0.1",4002))
　　{
　　　　DWORD ret, length;
　　　　int count=0;
　　　　while(1)//循環使用指針nSend
　　　　{
　　　　　　length =pdlg->m_AudioDataIn[pdlg- >nSend].dwLength;
　　　　　　if(length !=0)
　　　　　　{　 //首先發送塊的長度
　　　　　　　　if(((ret = m_Client.Send(&length,sizeof (DWORD)))
　　　　　　　　　　 != sizeof(DWORD))||(ret==SOCKET_ERROR))
　　　　　　　　{
　　　　　　　　　　AfxMessageBox("聲音文件頭傳輸錯誤! "+pdlg->GetError(GetLastError()));
　　　　　　　　　　pdlg->OnOK();
　　　　　　　　　　break;
　　　　　　　　}//其次發送塊的內容,循環檢測是否發送完畢
　　　　　　　　DWORD dwSent = 0;//已經發送掉的字節數
　　　　　　　　while(1)//==============================發送聲音數 據開始
　　　　　　　　{
　　　　　　　　　　ret = m_Client.Send((pdlg->m_AudioDataIn [pdlg->nSend].lpdata+dwSent),
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (length-dwSent));
　　　　　　　　　　if(ret==SOCKET_ERROR)//檢錯
　　　　　　　　　　{
　　　　　　　　　　　　AfxMessageBox("聲音文件傳輸錯誤! "+pdlg->GetError(GetLastError()));
　　　　　　　　　　　　break;
　　　　　　　　　　}
　　　　　　　　　　else //發送未發送完的
　　　　　　　　　　{
　　　　　　　　　　　　dwSent += ret;
　　　　　　　　　　　　if(dwSent ==length)//發送完畢，則釋放當前 “塊”
　　　　　　　　　　　　{
　　　　　　　　　　　　　　free(pdlg->m_AudioDataIn[pdlg- >nSend].lpdata);
　　　　　　　　　　　　　　pdlg->m_AudioDataIn[pdlg- >nSend].dwLength = 0;
　　　　　　　　　　　　　　break;
　　　　　　　　　　　　}
　　　　　　　　　　}
　　　　　　　　}　//======================================發送聲音 數據結束
　　　　　　}
　　　　　　pdlg->nSend = (pdlg->nSend +1)% InBlocks;
　　　　}

　　}
　　else
　　　　AfxMessageBox("Socket連接失敗"+pdlg->GetError (GetLastError()));
　　m_Client.Close();
　　return 0;
}

存在的問題

（1） 一旦添加聲音控制waveSetGetVolume(),耳機就變成單聲的，打開系統 的音量控制，發現“波形”選項完全不平衡。

（2） 聲音的錄入運 用雙緩沖技術，使得無懈可擊，但是在播放時，采用雙緩沖調試時未能取得成功 ，相反使用單緩沖卻基本上能夠滿足一般的音效。

（3） 可能還有尚未暴露的 錯誤，懇請廣大朋友不吝賜教。E-mail: [email protected]

Finally,Thank Candy Lee(my special friend) for her help.

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