Android平台USB外接MIDI控制器音频端口检测及多输出疑问

我正在开发一款流媒体音乐应用，通过USB连接了一台带有2个3.5mm音频接口（一个音箱接口、一个耳机接口）的MIDI控制器，已完成连接与通信。Android自动将音箱接口设为默认音频端口，当音箱或耳机插入该默认接口时，应用运行正常可播放音乐，但插入第二个耳机接口时无声音输出。

在三星Galaxy Tab S8设备上，使用AudioManager.getDevices()检测到连接控制器后存在3个设备：

• Type 2（AudioDeviceInfo.TYPE_BUILTIN_SPEAKER）
• Type 11（AudioDeviceInfo.TYPE_USB_DEVICE）
• Type 18（AudioDeviceInfo.TYPE_TELEPHONY）
  连接后选中的设备为Type 11，音频输出至Android自动选择的主端口。

已在清单文件中添加权限：

<uses-permission android:name="android.permission.MODIFY_AUDIO_SETTINGS" />

尝试用以下代码检测第二个耳机接口插入事件，但未捕获到相关信息：

AudioManager audioManager = (AudioManager)context.getSystemService(Context.AUDIO_SERVICE);
AudioDeviceInfo[] audioDevices = audioManager.getDevices(AudioManager.GET_DEVICES_OUTPUTS);
for(AudioDeviceInfo deviceInfo : audioDevices){
    if(deviceInfo.getType()==AudioDeviceInfo.TYPE_WIRED_HEADPHONES){
        Log.d(TAG, "AudioDeviceInfo.TYPE_WIRED_HEADPHONES");
    } else if(deviceInfo.getType()==AudioDeviceInfo.TYPE_WIRED_HEADSET) {
        Log.d(TAG, "AudioDeviceInfo.TYPE_WIRED_HEADSET");
    } else {
        Log.d(TAG, "something else - " + deviceInfo.getType());
    }
}

Logcat日志显示：I/AudioPathManager: loadAudioPath() : loaded audio path is usb (6)，推测Android自动将第一个音频端口设为默认。

疑问 #

1. 如何检测耳机插入第二个接口的事件？
2. 是否有可用的辅助库？
3. 是否可获取USB外接设备的所有音频端口并实现同时输出音频？

1. 检测第二个耳机接口插入事件 #

你当前的代码只检测了独立的有线耳机设备类型，但第二个接口属于USB设备的子端口，不会被识别为TYPE_WIRED_HEADPHONES或TYPE_WIRED_HEADSET。要检测这类子端口的状态变化，推荐以下方案：

• 使用AudioDeviceCallback监听设备变化（Android 7.0+）：这是最可靠的方式，通过注册回调监听音频设备的连接/断开事件。当USB设备的子端口状态变化时，会触发onAudioDevicesAdded()或onAudioDevicesRemoved()，你可以在回调中解析AudioDeviceInfo的详细参数，比如getPortNames()（Android 10+）或getPortInfo()来区分不同的子端口。

  AudioManager audioManager = (AudioManager) context.getSystemService(Context.AUDIO_SERVICE);
  AudioDeviceCallback callback = new AudioDeviceCallback() {
      @Override
      public void onAudioDevicesAdded(AudioDeviceInfo[] addedDevices) {
          for (AudioDeviceInfo device : addedDevices) {
              if (device.getType() == AudioDeviceInfo.TYPE_USB_DEVICE) {
                  // 解析USB设备的端口信息，判断第二个接口是否插入
                  Log.d(TAG, "USB设备端口更新: " + Arrays.toString(device.getPortNames()));
              }
          }
      }
  
      @Override
      public void onAudioDevicesRemoved(AudioDeviceInfo[] removedDevices) {
          // 处理端口移除逻辑
      }
  };
  audioManager.registerAudioDeviceCallback(callback, null);
  

• 轮询USB设备端口属性：定时调用getDevices()，对比前后AudioDeviceInfo的getChannels()、getProductName等参数变化，判断第二个接口是否插入。

2. 可用的辅助库 #

Android官方没有专门针对多USB音频端口的辅助库，但可以借助以下工具实现更精准的控制：

• Android USB Host API：直接与USB设备通信，读取设备的UAC（USB Audio Class）协议描述符，手动识别和控制各个音频端口，需要你熟悉USB音频协议细节。
• 底层音频框架：使用AAudio（Android 8.0+）或OpenSL ES，这些API提供了更细粒度的音频设备控制能力，能直接指定输出到USB设备的特定端口。

3. 获取USB外接设备的所有音频端口并实现同时输出 #

可以实现，但依赖Android版本和硬件支持：

获取所有端口 #

在Android 10及以上，通过AudioDeviceInfo.getPortInfo()可以获取USB设备的所有音频端口。每个AudioPortInfo对象包含端口方向、通道数、类型等信息，可用于区分两个3.5mm接口。

同时输出音频 #

需要为每个端口创建独立的音频播放轨道，并指定对应输出端口：

1. 枚举USB设备的所有输出端口，通过AudioPortInfo记录每个端口的标识。
2. 为每个端口创建AudioTrack实例，在构建时通过setAudioDevice()指定输出端口。
3. 同时启动多个AudioTrack播放音频数据。

注意：部分设备或USB音频硬件可能不支持多端口同时输出，可通过AudioManager.isDeviceSupported()提前检查兼容性。

示例代码片段：

// 找到连接的USB音频设备
AudioDeviceInfo usbDevice = null;
AudioDeviceInfo[] devices = audioManager.getDevices(AudioManager.GET_DEVICES_OUTPUTS);
for (AudioDeviceInfo device : devices) {
    if (device.getType() == AudioDeviceInfo.TYPE_USB_DEVICE) {
        usbDevice = device;
        break;
    }
}

if (usbDevice != null) {
    AudioPortInfo[] portInfos = usbDevice.getPortInfo();
    for (AudioPortInfo portInfo : portInfos) {
        if (portInfo.getDirection() == AudioPortInfo.DIRECTION_OUTPUT) {
            // 为当前端口创建AudioTrack
            AudioAttributes attributes = new AudioAttributes.Builder()
                    .setUsage(AudioAttributes.USAGE_MEDIA)
                    .setContentType(AudioAttributes.CONTENT_TYPE_MUSIC)
                    .build();

            AudioFormat format = new AudioFormat.Builder()
                    .setSampleRate(44100)
                    .setEncoding(AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT)
                    .setChannelMask(AudioFormat.CHANNEL_OUT_STEREO)
                    .build();

            AudioTrack track = new AudioTrack.Builder()
                    .setAudioAttributes(attributes)
                    .setAudioFormat(format)
                    .setBufferSizeInBytes(AudioTrack.getMinBufferSize(44100, AudioFormat.CHANNEL_OUT_STEREO, AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT))
                    .setAudioDevice(portInfo) // 指定输出到当前端口
                    .build();

            // 加载音频数据并启动播放
            // track.write(audioData, 0, audioData.length);
            // track.play();
        }
    }
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Vlad Petreaca