首先直接给你核心结论：Java Sound API本身确实不支持采样率转换——它只能帮你把ULAW编码转成PCM编码，但没法自动把8kHz的音频流改成你的声卡支持的更高采样率（比如16kHz）。这就是你现在卡壳的原因：转出来的PCM还是8kHz，而你的硬件不认这个低采样率，所以所有候选格式都用不了。

不过别担心，有两个很实用的解决方向，我给你一步步讲清楚：

一、先搞懂问题根源 #

你日志里的输出已经很明确了：

1. 原始的ULAW 8kHz格式直接用不了
2. Java Sound帮你生成了两个PCM_SIGNED的目标格式，但都是8kHz的，你的声卡不支持8kHz的PCM
3. 因为Java Sound的getTargetFormats只负责编码转换（ULAW→PCM），不会修改采样率、声道数这些参数，所以根本没给你生成16kHz的选项

而mplayer这类播放器之所以能直接播，是因为它们自带了完整的音频处理流水线，包括采样率重采样这一步——这部分Java Sound没帮你做，得自己补。

二、解决方案1：手动实现轻量重采样（无第三方库） #

如果你的程序不能引入外部依赖，这个方法最适合。因为你要转的是8kHz→16kHz（整数倍），重采样逻辑非常简单，对语音类音频（.au文件大多是语音）的音质影响也可以忽略。

步骤分解： #

1. 先把ULAW解码成8kHz的PCM_SIGNED数据
2. 把8kHz的PCM数据重采样成16kHz的PCM数据（因为16是8的2倍，直接重复每个样本就行）
3. 用16kHz的PCM格式打开音频线，播放重采样后的数据

关键代码示例 #

1. 补全格式 fallback 逻辑

在你现有的getFormatForPlaying方法最后，抛出异常之前，加一段代码，手动尝试声卡大概率支持的16kHz PCM格式：

// 手动添加常见的支持格式：16kHz 16bit mono PCM_SIGNED
AudioFormat fallbackFormat = new AudioFormat(
    AudioFormat.Encoding.PCM_SIGNED,
    16000.0f,  // 采样率改成16kHz
    16,         // 16bit
    1,          // 单声道
    2,          // 2字节/样本
    16000.0f,
    false       // 小端，大部分硬件都支持
);
DataLine.Info fallbackInfo = new DataLine.Info(SourceDataLine.class, fallbackFormat);
if (AudioSystem.isLineSupported(fallbackInfo)) {
    System.err.println("Fallback to 16kHz PCM format, will resample audio");
    return fallbackFormat;
}

2. 实现8kHz→16kHz的重采样（整数倍超简单）

因为是2倍采样率，直接把每个PCM样本重复一次就行，代码如下：

/**
 * 把8kHz 16bit mono的PCM字节数组转成16kHz的
 * @param input8k 输入：8kHz 16bit mono PCM数据
 * @return 输出：16kHz 16bit mono PCM数据
 */
public static byte[] resample8kTo16k(byte[] input8k) {
    // 16bit mono每个样本占2字节，所以输入的样本数是总长度/2
    int inputSampleCount = input8k.length / 2;
    // 输出是16kHz，样本数翻倍，总字节数是 样本数*2*2
    byte[] output16k = new byte[inputSampleCount * 4];
    
    for (int i = 0; i < inputSampleCount; i++) {
        // 把原样本的两个字节，直接复制到输出的两个连续位置
        output16k[4*i] = input8k[2*i];
        output16k[4*i+1] = input8k[2*i+1];
        output16k[4*i+2] = input8k[2*i];
        output16k[4*i+3] = input8k[2*i+1];
    }
    return output16k;
}

3. 整合播放流程

// 假设你已经读取了.au文件的byte数组audioData
byte[] audioData = Files.readAllBytes(Paths.get("your-sound.au"));
AudioFormat originalFormat = new AudioFormat(AudioFormat.Encoding.ULAW, 8000, 8, 1, 1, 8000, false);
AudioFormat targetFormat = getFormatForPlaying(audioData);

// 1. 先把ULAW转成8kHz的PCM_SIGNED
AudioInputStream ulawStream = new AudioInputStream(
    new ByteArrayInputStream(audioData),
    originalFormat,
    audioData.length / originalFormat.getFrameSize()
);
AudioInputStream pcm8kStream = AudioSystem.getAudioInputStream(
    new AudioFormat(AudioFormat.Encoding.PCM_SIGNED, 8000, 16, 1, 2, 8000, false),
    ulawStream
);

// 2. 读取8kHz PCM数据并重采样
ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
byte[] buffer = new byte[4096];
int bytesRead;
while ((bytesRead = pcm8kStream.read(buffer)) != -1) {
    baos.write(buffer, 0, bytesRead);
}
byte[] pcm8kData = baos.toByteArray();
byte[] pcm16kData = resample8kTo16k(pcm8kData);

// 3. 播放重采样后的16kHz PCM数据
SourceDataLine line = (SourceDataLine) AudioSystem.getLine(new DataLine.Info(SourceDataLine.class, targetFormat));
line.open(targetFormat);
line.start();
line.write(pcm16kData, 0, pcm16kData.length);
line.drain();
line.close();

// 关闭流
pcm8kStream.close();
ulawStream.close();
baos.close();

三、解决方案2：用第三方音频库（更省心） #

如果你的程序允许引入外部依赖，用专门的音频库会省很多事，比如TarsosDSP——这是一个轻量的Java音频处理库，支持格式转换、重采样、音频分析等，完全能覆盖你的需求。

步骤： #

1. 先引入依赖（Maven为例）：

<dependency>
    <groupId>be.tarsos.dsp</groupId>
    <artifactId>tarsos-dsp</artifactId>
    <version>2.4.3</version>
</dependency>

2. 一行代码搞定格式转换+重采样+播放：

import be.tarsos.dsp.io.jvm.AudioDispatcherFactory;
import be.tarsos.dsp.io.jvm.JVMAudioInputStream;
import be.tarsos.dsp.AudioDispatcher;
import be.tarsos.dsp.io.jvm.JavaAudioPlayer;

import javax.sound.sampled.AudioFormat;
import javax.sound.sampled.AudioInputStream;
import java.io.ByteArrayInputStream;
import java.nio.file.Files;
import java.nio.file.Paths;

public class AuPlayer {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        byte[] audioData = Files.readAllBytes(Paths.get("your-sound.au"));
        AudioFormat ulawFormat = new AudioFormat(AudioFormat.Encoding.ULAW, 8000, 8, 1, 1, 8000, false);
        
        // 1. 构造ULAW的音频流
        AudioInputStream ulawStream = new AudioInputStream(
            new ByteArrayInputStream(audioData),
            ulawFormat,
            audioData.length / ulawFormat.getFrameSize()
        );
        
        // 2. 转成PCM_SIGNED，并重采样到16kHz
        AudioFormat targetFormat = new AudioFormat(AudioFormat.Encoding.PCM_SIGNED, 16000, 16, 1, 2, 16000, false);
        JVMAudioInputStream resampledStream = new JVMAudioInputStream(ulawStream, targetFormat);
        
        // 3. 用TarsosDSP的播放器直接播放
        AudioDispatcher dispatcher = AudioDispatcherFactory.fromInputStream(resampledStream, 4096, 0);
        dispatcher.addAudioProcessor(new JavaAudioPlayer(targetFormat));
        dispatcher.run();
    }
}

这个方法不需要自己写重采样逻辑，库已经帮你处理了所有细节，甚至支持非整数倍的采样率转换，音质也更好。

最后再啰嗦两句 #

Java Sound的定位是基础音频服务，只提供最核心的音频输入输出能力，高级处理需要自己补或者用第三方库。而mplayer这类播放器内置了完整的音频处理流水线，所以能直接播放各种格式。

如果你的程序对体积要求高，选手动重采样的方案；如果想省时间、音质更好，直接用TarsosDSP就行，这个库很成熟，很多Java音频项目都在用来着。