Audio Session — 这是什么，类别及 iOS 中的配置

什么是 Audio Session？

Audio Session — 是系统在应用程序启动时创建的一个 AVAudioSession 实例，并在其整个生命周期中存在。它充当应用程序和 iOS 音频系统之间的中介：类别配置决定应用程序是否可以在后台播放声音、在通话时声音是否会被调低以及音频输出到哪些设备。

与 Android Audio Focus 不同（每个应用程序独立请求和释放焦点），iOS Audio Session 通过每个应用程序一个会话进行集中管理。当会话激活时，系统会自动停用前一个应用程序的会话，并向其发送中断通知。这种架构差异决定两个平台上音频处理的不同方法。

根据 WWDC 2024 Session 211，约 40% 的 iOS 应用程序音频问题是由 Audio Session 配置不当引起的。最常见的错误 — 选择 ambient 类别而不是 playback，导致屏幕锁定后声音消失。

AVAudioSession 的工作原理

启动时，应用程序获取会话的共享实例，通过调用 setCategory(_:mode:options:) 设置类别，并通过 setActive(true) 激活会话。激活后，iOS 考虑类别策略进行路由。如果另一个应用程序激活了自己的会话，当前应用程序会通过 Notification.Name.AVAudioSessionInterruption 接收 AudioSessionInterruptionType.began 通知。

Audio Session 类别

类别 — Audio Session 的主要参数，定义了六种预定义的行为变体。选择类别是 iOS 中音频配置的第一个也是最重要的决定。

Playback 类别 — 播放器的主要选择

对于音乐和视频播放器，始终使用 playback。此类别允许：在屏幕锁定、静音开关关闭（iPhone 机身上的物理按钮）和应用程序最小化时播放声音。没有 playback 类别，会话会在屏幕锁定或应用程序最小化时停用。

Ambient 类别适用于游戏和带有背景音的应用程序 — 允许其他应用程序继续播放。例如，如果用户正在听音乐并打开带有 ambient 会话的游戏，音乐会继续在游戏音效之上播放。这是与 Android 的根本区别，在 Android 中，这种场景需要明确的 duck 许可。

如何配置 Audio Session

Audio Session 配置应在任何播放开始之前执行。建议在 application(_:didFinishLaunchingWithOptions:) 方法或播放器初始化器中配置会话。配置类别后，需要激活会话。

Swift 中的 Audio Session 基本配置

import AVFAudio

let session = AVAudioSession.sharedInstance

do {
    try session.setCategory(
        playback,
        mode: default,
        options: [allowBluetooth, defaultToSpeaker]
    )
    try session.setActive(true)
} catch {
    print("Audio Session 设置失败：\(error.localizedDescription)")
}

Options 参数包括 allowBluetooth（输出到蓝牙耳机）和 defaultToSpeaker（通过扬声器播放，而不是听筒）。allowBluetooth 选项对于支持蓝牙耳机的应用程序是必需的 — 没有它，即使连接了耳机，声音也可能通过内置扬声器输出。

录音和播放配置（VoIP）

let session = AVAudioSession.sharedInstance
try session.setCategory(
    playAndRecord,
    mode: voiceChat,
    options: [allowBluetooth, allowBluetoothA2DP]
)

try session.overrideOutputAudioPort(speaker)
try session.setActive(true)

PlayAndRecord 类别配合 voiceChat 模式优化语音通信的音频路径：包括回声抑制、自动增益控制（AGC）和选择最佳编解码器。OverrideOutputAudioPort(.speaker) 强制通过扬声器输出，即使连接了耳机 — 适用于免提通话。

会话的激活和停用

调用 setActive(true) 激活会话并通知系统应用程序将使用音频。暂停播放时，建议停用会话以便其他应用程序可以获取音频流。例外 — 具有长时间后台播放的应用程序（音乐、播客），会话在整个曲目期间保持活跃。

处理 setActive 的错误很重要。如果另一个高优先级会话处于活动状态（例如通话中的电话），setActive 可能会报错。在这种情况下，需要等待 AudioSessionInterruptionType.ended 通知并重试激活。

Audio Session 模式和策略

模式进一步细化类别并针对特定使用类型优化音频路径。每种模式更改 AGC、回声抑制和编解码器的行为。模式不取代类别，而是补充类别 — 一个类别可以与不同模式一起使用。

• default — 音乐和视频的标准模式。AGC 关闭，回声抑制最小。
• voiceChat — 针对 VoIP 的优化。包括回声抑制、AGC、降噪。与 playAndRecord 类别一起使用。
• videoRecording — 用于视频录制。录制质量优先于播放。与 record 或 playAndRecord 类别一起使用。
• measurement — 用于音频测量。最小信号处理，无 AGC 或回声抑制。
• gameChat — 用于游戏中的语音聊天。类似于 voiceChat，但优先考虑游戏音效。
• moviePlayback — 用于观看电影。优化多声道音频（5.1、7.1）和 Dolby Atmos。

Audio Session 类别选项

选项提供会话行为的微调。每个选项是一个标志，可以在数组中与其他选项组合。例如，[.allowBluetooth, .defaultToSpeaker, .interruptSpokenAudioAndMix] 允许将声音输出到蓝牙耳机、默认使用扬声器并与有声书混音。

在 iOS 17+ 中出现了 spatialAudio 选项，它通过 AVAudioSessionSpatialPreferences 为 AirPods 激活个性化空间音频。根据 WWDC 2024，空间音频在 Apple 测试中将音乐应用程序用户的参与度提高了 25%。

处理中断和来电

中断 — Audio Session 与 Android Audio Focus 的主要区别。在 iOS 中，中断通过 NotificationCenter 订阅 AVAudioSession.interruptionNotification 来处理。通知包含一个带有中断类型的字典：began 或 ended。

订阅中断通知

override func viewDidLoad() {
    super.viewDidLoad()
    let center = NotificationCenter.default
    center.addObserver(
        self,
        selector: #selector(handleInterruption),
        name: AVAudioSession.interruptionNotification,
        object: nil
    )
}

@objc func handleInterruption(_ notification: Notification) {
    guard let userInfo = notification.userInfo,
        let type = userInfo[AVAudioSession.interruptionTypeKey]
            as? AVAudioSessionInterruptionType
    else { return }

    switch type {
    case began:
        pausePlayback()
    case ended:
        guard let options = userInfo[AVAudioSession.interruptionOptionKey]
            as? AVAudioSessionInterruptionOptions
        else { return }

        if options.contains(shouldResume) {
            resumePlayback()
        }
    }

收到 interruptionType.began 时，播放器应暂停播放。在 interruptionType.ended 时，interruptionOptionKey 属性指示播放器是否可以自动恢复（shouldResume）。如果用户结束了通话，shouldResume = true。如果通话因超时而结束 — shouldResume = false，不允许恢复。

处理来自其他应用程序的中断

当另一个应用程序以 playback 类别激活其 Audio Session 时，当前会话会收到中断通知。如果其他应用程序使用 ambient，则不会发生中断 — 声音会混合。这种行为与 Android 截然不同，在 Android 中，任何 Audio Focus 激活都会触发 LOSS 事件。

对于应在其他会话激活时继续播放的应用程序（例如，音乐播放时的导航），请使用 .mixWithOthers 选项。此选项允许与其它应用程序混合声音，并且不会发送中断。MixWithOthers — iOS 中 Android duck 模式的对应。

音频路由和蓝牙

Audio Session 自动管理内置扬声器、耳机、蓝牙耳机和 AirPlay 设备之间的音频路由。应用程序可以通过 currentRoute 属性跟踪当前路由，并通过 AVAudioSession.routeChangeNotification 接收更改通知。

连接蓝牙耳机时，如果会话配置了 allowBluetooth 选项，iOS 会自动将音频输出切换到它们。没有此选项，声音继续通过内置扬声器输出。从 iOS 16 开始，连接 AirPods Pro 时，系统会自动启用 ProMotion 同步以减少延迟。

监控路由变化

订阅 routeChangeNotification 可以响应耳机的连接和断开。当蓝牙耳机断开时，播放器应暂停播放 — 用户可能不希望声音从电话扬声器开始播放。根据 Apple HIG（2026），这是音乐应用程序的强制行为。

AvailableInputs 和 availableOutputs 属性返回可用音频设备列表及其类型（builtInSpeaker、headphones、bluetoothA2DP、hdmi）。开发人员可以通过 overrideOutputAudioPort 以编程方式选择特定设备以实现自定义路由方案。