iOS Audio Queue播放PCM音频流
PCM音频流播放主要步骤如下：
1、确定文件格式
播放PCM音频流前，我们首先需要确定播放的PCM音频的格式信息，iOS中，有一个结构体专用于描述音频格式信息，AudioStreamBasicDescription结构体，组成如下：
struct AudioStreamBasicDescription
{
Float64 mSampleRate; //音频的采样率。
AudioFormatID mFormatID; //音频的格式ID
AudioFormatFlags mFormatFlags; //音频的Flags，对mFormatID的补充
UInt32 mBytesPerPacket; //每个Packet的字节数
UInt32 mFramesPerPacket; //每个Packet包含的Frame数
UInt32 mBytesPerFrame; //每个Frame包含的位数
UInt32 mChannelsPerFrame; //每个Frame包含的频道数
UInt32 mBitsPerChannel; //每个频道Channel包含的位数
UInt32 mReserved; //标记是否对结构体进行填充进行8字节对齐,暂不设置,为默认
};
typedef struct AudioStreamBasicDescription AudioStreamBasicDescription;
我预先录制好一个PCM文件，根据https://www.jianshu.com/p/15d95e593451录制的音频文件。
根据我们的PCM文件，我们设置参数如下:
audioDescription.mSampleRate = 8000;
audioDescription.mFormatID = kAudioFormatLinearPCM;
audioDescription.mFormatFlags = kAudioFormatFlagIsSignedInteger | kAudioFormatFlagIsPacked;
audioDescription.mChannelsPerFrame = 1;
audioDescription.mFramesPerPacket = 1;
audioDescription.mBitsPerChannel = 16;
audioDescription.mBytesPerFrame = (audioDescription.mBitsPerChannel / 8) * audioDescription.mChannelsPerFrame;
audioDescription.mBytesPerPacket = audioDescription.mBytesPerFrame * audioDescription.mFramesPerPacket;
2、创建AudioQueueRef对象
格式确定后我们创建Audio Queue对象，使用如下方法：
extern OSStatus
AudioQueueNewOutput( const AudioStreamBasicDescription *inFormat,
AudioQueueOutputCallback inCallbackProc,
void * __nullable inUserData,
CFRunLoopRef __nullable inCallbackRunLoop,
CFStringRef __nullable inCallbackRunLoopMode,
UInt32 inFlags,
AudioQueueRef __nullable * __nonnull outAQ) API_AVAILABLE(macos(10.5), ios(2.0), watchos(2.0), tvos(9.0));
参数解释：
const AudioStreamBasicDescription *inFormat, //音频格式
AudioQueueOutputCallback inCallbackProc, //回调函数指针
void * __nullable inUserData, //自定义回调函数数据
CFRunLoopRef __nullable inCallbackRunLoop, //回调函数调用的RunLoop
CFStringRef __nullable inCallbackRunLoopMode, //回调函数调用的RunLoopMode
UInt32 inFlags, //保留标志位，填0
AudioQueueRef __nullable * __nonnull outAQ //存放创建的AudioQueueRef对象指针的地址
音频格式填入上一步创建的音频格式结构体即可，回调函数指针填入后面创建的函数名即可，自定义回调函数数据填入自己需要的对象即可，回调函数的RunLoop和RunLoopMode无特殊要求填写NULL即使用默认值，保留保留标志位写0。创建AudioQueueRef对象成功则返回0，失败则返回其他错误值。
3、创建音频缓冲区
创建音频缓冲区函数如下：
extern OSStatus
AudioQueueAllocateBuffer( AudioQueueRef inAQ,
UInt32 inBufferByteSize,
AudioQueueBufferRef __nullable * __nonnull outBuffer) API_AVAILABLE(macos(10.5), ios(2.0), watchos(2.0), tvos(9.0));
参数解释：
AudioQueueRef inAQ //创建的AudioQueueRef对象
UInt32 inBufferByteSize, //缓冲区最大的大小
AudioQueueBufferRef __nullable * __nonnull outBuffer //创建的缓冲区AudioQueueBufferRef对象指针存放的地址
缓冲区创建数量越少则延迟越小，同时同步要求更高。这里就创建三个即可，可根据自己需求进行调整。
4、调用开始方法
extern OSStatus
AudioQueueStart( AudioQueueRef inAQ,
const AudioTimeStamp * __nullable inStartTime) API_AVAILABLE(macos(10.5), ios(2.0), watchos(2.0), tvos(9.0));
函数的第一个参数为我们创建的AudioQueueRef对象，第二个参数填NULL则代表即可开始，我们填写NULL即可。函数返回0则代表成功。
5、填充缓冲数据到队列中
我们先从文件中依次循环读取二进制数据进行填充，填充函数如下：
extern OSStatus
AudioQueueEnqueueBuffer( AudioQueueRef inAQ,
AudioQueueBufferRef inBuffer,
UInt32 inNumPacketDescs,
const AudioStreamPacketDescription * __nullable inPacketDescs) API_AVAILABLE(macos(10.5), ios(2.0), watchos(2.0), tvos(9.0));
参数解释：
AudioQueueRef inAQ, //Audio Queue对象
AudioQueueBufferRef inBuffer, //缓冲区对象
UInt32 inNumPacketDescs, //PacketDescs数量
const AudioStreamPacketDescription * __nullable inPacketDescs //PacketDescs参数
inAQ参数填我们刚才创建的AudioQueueRef对象，inNumPacketDescs填0，inPacketDescs填NULL即可。inBuffer则为我们刚才创建的缓冲区对象，对象为结构体，属性如下：
typedef struct AudioQueueBuffer {
const UInt32 mAudioDataBytesCapacity;
void * const mAudioData; //指向存放数据的指针
UInt32 mAudioDataByteSize; //存放数据的大小
void * __nullable mUserData;
const UInt32 mPacketDescriptionCapacity;
AudioStreamPacketDescription * const __nullable mPacketDescriptions;
UInt32 mPacketDescriptionCount;
#ifdef __cplusplus
AudioQueueBuffer() : mAudioDataBytesCapacity(0), mAudioData(0), mPacketDescriptionCapacity(0), mPacketDescriptions(0) { }
#endif
} AudioQueueBuffer;
我们为第二个和第三个属性赋值即可，根据从文件读取到的实际值填入即可，不可超过缓冲对象的最大缓存空间。
6、实现回调函数
回调函数类型如下：
typedef void (*AudioQueueOutputCallback)(
void * __nullable inUserData,
AudioQueueRef inAQ,
AudioQueueBufferRef inBuffer);
第一个参数为自定义的对象，第二个为我们创建的AudioQueueRef对象，第三个为已经处理完毕的AudioQueueBufferRef缓冲区对象。
我们把函数名称填入第二步的创建函数中的第二个参数即可。
static void AudioPlayerAQInputCallback(void* inUserData,AudioQueueRef inAQ, AudioQueueBufferRef inBuffer) {
//对inBuffer进行重新填数据，并填充到队列中去。
NSLog(@"player callback");
}
当AudioQueueBufferRef播放完一个缓冲区对象的音频数据后就会调用回调函数，在回调函数返回已经播放了的缓冲区对象，我们的回调函数里面处理空的AudioQueueBufferRef对象，为空AudioQueueBufferRef对象重新填充新的数据，并重新调用AudioQueueEnqueueBuffer()函数填充到播放队列中去。循环调用回调函数，我们依次从文件读取数据循环填充，即实现播放功能。
7、停止播放
当我们需要停止播放时，调用停止的方法即可，方法也非常简单，如下：
extern OSStatus
AudioQueueStop( AudioQueueRef inAQ,
Boolean inImmediate) API_AVAILABLE(macos(10.5), ios(2.0), watchos(2.0), tvos(9.0));
第一个参数为需要停止的AudioQueueRef对象，第二个参数表示是否需要立即停止，我们传入YES即可。当传入NO时，该函数会立即返回，但并不立即停止，而是处理完以填充在队里里面的缓存区对象后停止，停止为异步操作；传入YES时则会立即停止，并等待AudioQueue停止后返回，停止为同步操作。
如果我们有需要也可以在停止后立即重置播放队列，函数如下：
extern OSStatus
AudioQueueReset( AudioQueueRef inAQ) API_AVAILABLE(macos(10.5), ios(2.0), watchos(2.0), tvos(9.0));
参数为我们需要重置播放的队列对象，该方法会重置AudioQueueRef对象，并清空正在播放的缓冲区对象，我们又可以重新开始填充播放新的音频数据。
最后欢迎大家留言交流，同时附上Demo和文档地址。
Demo地址：https://github.com/XMSECODE/ESAudioQueueDemo
AudioQueue框架的更详细的使用及文档可以查阅苹果官方文档：https://developer.apple.com/documentation/audiotoolbox/audio_queue_services
