5、MediaCodec编码基础：MediaCodec工作流程、输入输出缓冲区、编码器配置、异步模式

各位同学，今天我们来啃一块硬骨头——MediaCodec。说实话，我刚接触Android音视频开发那会儿，最怵的就是这玩意儿。API看着简单，但坑是真不少。不过别怕，今天我把它的底裤扒干净，咱们一起看透它。

5.1 MediaCodec是什么？

MediaCodec是Android官方提供的底层编解码器接口。说白了，它就是个音视频数据的"翻译官"——把原始数据（比如摄像头采集的YUV帧）转成压缩格式（比如H.264），或者反过来。

我个人习惯把它理解成一个"黑盒子"：你往里面塞原始数据，它吐出来压缩后的数据。至于里面怎么编的，你不用管，但怎么塞、怎么取，这个流程你必须门儿清。

5.2 核心工作流程：状态机驱动

MediaCodec内部是个严格的状态机。我刚开始学的时候没注意这个，结果各种IllegalStateException砸脸。嗯，这里要注意——它只有三种状态：

• Stopped状态：刚创建或已释放，啥也干不了
• Executing状态：正在干活，包括Flushed、Running、End-of-Stream三个子状态
• Released状态：彻底拜拜

你想想看，如果你在Stopped状态去调用dequeueOutputBuffer，那肯定报错。所以写代码前，先画个状态图贴在工位上。

5.3 输入输出缓冲区：生产者-消费者模型

MediaCodec使用了一组输入缓冲区和输出缓冲区。这其实是个经典的生产者-消费者模型：

• 输入缓冲区：你往里面填原始数据（生产者）
• 输出缓冲区：你从里面取编码后的数据（消费者）

具体操作流程是这样的：

1. 调用dequeueInputBuffer()获取一个空闲的输入缓冲区索引
2. 把原始数据塞进去，调用queueInputBuffer()还给MediaCodec
3. MediaCodec开始编码，完成后把结果放到输出缓冲区
4. 调用dequeueOutputBuffer()获取输出缓冲区索引
5. 取出编码后的数据，处理完调用releaseOutputBuffer()释放

我在项目中遇到过一个问题：如果生产速度远大于消费速度，缓冲区会爆掉。所以一定要控制好节奏，别一股脑往里塞。

5.4 编码器配置：关键参数详解

配置编码器是重中之重。我见过有人把参数写错，结果编码出来的视频全是马赛克。来看一个典型的H.264编码器配置：

MediaFormat format = MediaFormat.createVideoFormat(
    MediaFormat.MIMETYPE_VIDEO_AVC,  // H.264
    width, height
);
format.setInteger(MediaFormat.KEY_COLOR_FORMAT,
    MediaCodecInfo.CodecCapabilities.COLOR_FormatSurface);
format.setInteger(MediaFormat.KEY_BIT_RATE, 2000000);  // 2Mbps
format.setInteger(MediaFormat.KEY_FRAME_RATE, 30);
format.setInteger(MediaFormat.KEY_I_FRAME_INTERVAL, 1); // 关键帧间隔1秒

这里有几个参数我要重点说一下：

参数	说明	我的建议
KEY_COLOR_FORMAT	颜色格式，Surface模式用COLOR_FormatSurface	能用Surface就用Surface，性能好很多
KEY_BIT_RATE	码率，单位bps	720p视频建议1.5-2Mbps，1080p建议4-8Mbps
KEY_FRAME_RATE	帧率	直播用24或30，别设太高，手机扛不住
KEY_I_FRAME_INTERVAL	关键帧间隔，单位秒	直播推流建议1-2秒，方便seek

5.5 异步模式：告别阻塞烦恼

早期MediaCodec只有同步模式，你得自己写循环去轮询缓冲区。代码又臭又长，还容易卡UI线程。Android 5.0之后引入了异步模式，用回调来处理，清爽多了。

异步模式的核心是两个回调：

• onInputBufferAvailable：编码器告诉你"我有空闲输入缓冲区了，快来填数据"
• onOutputBufferAvailable：编码器告诉你"我编码完了，快来取结果"

来看代码怎么写：

MediaCodec codec = MediaCodec.createByCodecName("OMX.google.h264.encoder");
codec.setCallback(new MediaCodec.Callback() {
    @Override
    public void onInputBufferAvailable(MediaCodec codec, int index) {
        // 获取输入缓冲区，填入数据
        ByteBuffer inputBuffer = codec.getInputBuffer(index);
        // ... 填入数据 ...
        codec.queueInputBuffer(index, 0, data.length, pts, flags);
    }

    @Override
    public void onOutputBufferAvailable(MediaCodec codec, int index,
                                        MediaCodec.BufferInfo info) {
        // 获取输出缓冲区，取出编码数据
        ByteBuffer outputBuffer = codec.getOutputBuffer(index);
        // ... 处理编码数据 ...
        codec.releaseOutputBuffer(index, false);
    }

    @Override
    public void onError(MediaCodec codec, MediaCodec.CodecException e) {
        // 处理错误
    }

    @Override
    public void onOutputFormatChanged(MediaCodec codec, MediaFormat format) {
        // 输出格式变了，比如H.264的SPS/PPS来了
    }
});

codec.configure(format, null, null, MediaCodec.CONFIGURE_FLAG_ENCODE);
codec.start();

我个人习惯用异步模式，代码结构清晰，不容易出bug。但要注意一点：回调是在编码器的工作线程里执行的，别在里面做耗时操作，否则会阻塞编码流程。

5.6 知识体系总览

说了这么多，咱们用一张图把MediaCodec的核心知识串起来：

这张图把MediaCodec的四个核心模块串起来了。你写代码的时候，脑子里要有这张图，每一步操作都知道自己在哪个环节。

好了，MediaCodec的基础就讲到这里。记住，这东西就是个工具，多写几遍就熟了。我当年也是被它虐了无数遍，现在闭着眼睛都能写出来。你们也行的。