iOS平台VoIP应用音频冲突的分析及解决

1. 问题

最近发现公司的 VoIP 应用在进行通话时，若接收到微信来电并接听，微信通话结束后返回原 VoIP 通话，通话双方均无声音输出

2. 分析

这是一个典型的 iOS 音频会话冲突问题。当微信或普通电话激活音频会话后，它们可能没有正确释放音频资源，导致后续 VoIP 应用无法正常使用音频设备

3. 解决方案

1. CallKit（CXCallObserver）

CallKit 是苹果在 iOS 10 中推出的一个重要框架，其设计初衷是为了让第三方 VoIP 应用的通话体验能与系统原生电话相媲美，CXCallObserver 作为 CallKit 的一部分，是一个关键的API，它允许应用注册一个观察者来监听系统级的通话状态变化，例如电话呼入、呼出、接通、挂断等

通过CXCallObserverDelegate

- (void)callObserver:(CXCallObserver *)callObserver callChanged:(CXCall *)call {
    if (call.hasConnected) {
        // 电话接通
        [self pauseAudioCall];
    } else if (call.hasEnded) {
        // 电话结束
        [self resumeAudioCall];
    }
}

微信曾在早期版本（ 如2018年的6.6版 ）中短暂支持过 CallKit，为用户提供了原生级的通话体验 。然而，这一功能很快便在国内下线，根本原因在于工信部的监管政策。该政策要求在国内App Store 上架的所有应用均不得集成 CallKit 功能 。这一规定导致微信在2018年5月后，不得不为国内用户移除了 CallKit 的支持，因此，对于目标市场包含国内的应用来说，使用 CXCallObserver 不仅无法监听到微信通话，更会导致应用无法通过 App Store 的审核

2. AVAudioSession

在 iOS 中，所有应用的音频功能都必须通过一个名为 AVAudioSession 的单例对象来协调 。它就像一个音频硬件的 “总管”，决定了当前哪个应用可以使用麦克风、扬声器，以及音频该如何播放（ 例如：是否与其他应用混音、是否响应静音键等 ）。由于是单例，AVAudioSession 在整个系统中是独占性的资源，任何时刻只有一个应用可以完全激活并主导它。当一个高优先级的音频事件发生时（ 例如：系统来电、闹钟响起，或者用户接听了微信电话 ），iOS 系统会 “中断” 当前正在使用音频的应用

过程

1. 中断开始： 系统会向所有正在使用音频的应用发送一个 AVAudioSession.interruptionNotification 通知，并在通知信息中将类型标记为 AVAudioSession.InterruptionType.began

2. 应用响应： 收到 “中断开始” 通知的应用，应该立即暂停其音频播放和录制，并保存当前状态。此时，应用的 AVAudioSession 会话会被系统置为非激活（ inactive ）状态

3. 高优先级事件占用： 微信电话作为 VoIP 通话，会立即请求激活一个配置为AVAudioSessionCategoryPlayAndRecord（ 同时支持播放和录制 ）和AVAudioSessionModeVoiceChat（ 为语音聊天优化 ）的音频会话 。这个配置具有很高的优先级，会抢占音频硬件的控制权

4. 中断结束： 当微信电话挂断后，系统会再次发送 AVAudioSession.interruptionNotification 通知，类型标记为 AVAudioSession.InterruptionType.ended

我一开始错误地认为，当中断结束后，系统会自动将音频控制权 “还给” 之前的应用，或者自己的应用能自动恢复。事实并非如此

实际情况

当中断结束后，系统只是通知你 “高优先级事件结束了”，但它并不会主动为你恢复应用的音频会话。此时，你应用的 AVAudioSession 虽然不再被强制中断，但它仍处于非激活（ inactive ）状态。音频硬件的控制权可能处于一个无人认领的 “空档期”

结果

我的 VoIP 应用在这种 “僵尸” 状态下继续运行，尝试发送和接收音频数据。但由于 AVAudioSession 没有被重新激活，应用层无法访问麦克风进行录音，也无法通过扬声器/听筒进行播放，最终导致了双方都听不到声音的现象

解决

解决问题的关键，在于让我的 VoIP 应用变得 “主动”，在音频中断结束后，能够果断、强制地夺回音频硬件的控制权

1. 监听并精确处理音频中断通知

进入VoIP功能模块时（ 或者在AppDelegate中 ），注册对 AVAudioSession.interruptionNotification 的监听

OC 版

- (void)startObservingAudioInterruptions {
    [[NSNotificationCenter defaultCenter] addObserver:self
                                             selector:@selector(didReceivedInterruptionNotification:)
                                                 name:AVAudioSessionInterruptionNotification
                                               object:nil];
}

- (void)didReceivedInterruptionNotification:(NSNotification*)notification {
    AVAudioSessionInterruptionType interrputionType = [notification.userInfo[AVAudioSessionInterruptionTypeKey] unsignedIntegerValue];
    if (AVAudioSessionInterruptionTypeBegan == interrputionType) {
        // 音频被中断开始，此时音频已经被中断
        [self pauseAudioCall];
    }
    if (AVAudioSessionInterruptionTypeEnded == interrputionType) {
        AVAudioSessionInterruptionOptions options = [notification.userInfo[AVAudioSessionInterruptionOptionKey] unsignedIntegerValue];
        // 检查是否需要恢复
        if (options & AVAudioSessionInterruptionOptionShouldResume) {
            // 音频被中断结束，此时音频可以进行恢复了
            [self tryResumeAudioWithDelay];
        }
    }
}                                               

swift 版

// 在AppDelegate或相关ViewController中设置监听
func registerForAudioInterruptions() {
    NotificationCenter.default.addObserver(
      self, 
      selector: #selector(handleAudioInterruption(_:)),
      name: AVAudioSession.interruptionNotification, 
      object: AVAudioSession.sharedInstance()
  )
}

@objc func handleAudioInterruption(notification: Notification) {
    guard let userInfo = notification.userInfo,
          let typeValue = userInfo[AVAudioSessionInterruptionTypeKey] as? UInt,
          let type = AVAudioSession.InterruptionType(rawValue: typeValue) else {
        return
    }

    switch type {
    case .began:
        // 中断开始：微信电话或其他高优先级事件开始了
        // 在这里暂停你的VoIP音频引擎，并更新UI告知用户通话已保持
        myVoIP.pause()
        updateUIForCallOnHold()

    case .ended:
        // 中断结束：微信电话挂断了
        // 检查是否应该恢复
        if let optionsValue = userInfo[AVAudioSessionInterruptionOptionKey] as? UInt {
            let options = AVAudioSession.InterruptionOptions(rawValue: optionsValue)
            if options.contains(.shouldResume) {
                print("System suggests we should resume audio.")
                // **关键步骤：无论系统是否建议，都主动恢复**
                reactivateAudioSession()
            } else {
                 print("System does not suggest resuming.")
                 // 即使系统不建议，如果你的业务逻辑需要，也应该尝试恢复
                 reactivateAudioSession()
            }
        } else {
            // 兼容旧版或无选项信息的情况，直接尝试恢复
            reactivateAudioSession()
        }
        
    @unknown default:
        fatalError("Unknown interruption type received")
    }
}

根据：Apple的音频会话编程指南

无法保证每次音频中断开始后，必有对应的中断结束通知，应用切换到前台运行状态或用户手动按下播放按钮，均需自行判断是否应重新激活音频会话

// 中断结束（可能收不到此事件！） 
// 即使收到，也需检查其他App是否仍在占用
if AVAudioSession.sharedInstance().isOtherAudioPlaying {
    // 延迟重试
    DispatchQueue.main.asyncAfter(deadline: .now() + 0.5) {
        reactivateAudioSession()
    }
} else {
    reactivateAudioSession()
}

返回app检查：

[[NSNotificationCenter defaultCenter] addObserver:self
                                             selector:@selector(applicationWillEnterForeground:)
                                                 name:UIApplicationWillEnterForegroundNotification
                                               object:nil];
 

- (void)applicationWillEnterForeground:(NSNotification *)notification {
    if ([self isCallPaused]) {  // 检查通话是否被中断暂停
        [self tryResumeAudioWithDelay];
    }
}

2. 强制、主动地恢复音频会话

iOS 的沙盒机制不允许任何一个应用 “强制回收” 或干预另一个应用的内部资源。我们这里所谓的 “强制恢复”，并非操作微信，而是通过合法的 AVAudioSession API，在系统规则允许的框架内，为自己的应用重新申请和激活共享的音频硬件资源。这是一个遵守规则下的 “主动夺回”，而非越权操作

关键点

1. 主动setActive： 即使系统在中断结束时提供了 .shouldResume 选项，也不能完全依赖它。最可靠的方法是再次调用 setActive(true) 。这相当于向系统明确声明：“现在轮到我使用音频设备了”

2. 错误处理： setActive 可能会失败（ 例如：在另一个中断紧接着发生时 ），因此必须将其包裹在 do-catch 块中进行错误处理

3. 延迟执行： 添加一个微小的延迟（ 如0.5秒 ）有时可以增加成功率，因为这给了系统足够的时间来完全结束前一个音频会话（ 如微信通话 ）的清理工作

// 强制重新激活音频会话的函数
func reactivateAudioSession() {
    DispatchQueue.main.asyncAfter(deadline: .now() + 0.5) { // 稍微延迟，给系统一点反应时间
        do {
            // 重新调用 setActive(true) 是从中断中恢复的关键
            // 这会告诉系统，你的应用现在要重新拿回音频硬件的控制权
            try AVAudioSession.sharedInstance().setActive(true, options: .notifyOthersOnDeactivation)
            
            // 在这里恢复你的VoIP音频引擎，并更新UI
            myVoIPEngine.resume()
            updateUIForCallOnHold()
            
        } catch {
            print("Failed to reactivate audio session after interruption: \(error)")
            // 如果激活失败，可以考虑提示用户手动重试或进行其他错误处理（如：挂断）
        }
    }
}

3. 权限与硬件状态校验

在恢复音频前，需排除权限变更或硬件故障

• 麦克风权限动态检查

func checkMicrophonePermission() {
    switch AVAudioSession.sharedInstance().recordPermission {
        case .granted: // 权限正常
            break
        case .denied: // 用户拒绝，需引导开启
            showSettingsAlert()
        case .undetermined: // 首次使用，主动请求
            AVAudioSession.sharedInstance().requestRecordPermission { _ in }
        @unknown default: 
            break
    }
}

• 蓝牙设备占用处理

若微信通话使用了蓝牙耳机，结束后可能未释放设备。通过 AVAudioSession 的 currentRoute 遍历输出端口，若发现蓝牙设备则手动切换

if let output = AVAudioSession.sharedInstance().currentRoute.outputs.first {
    if output.portType == .bluetoothLE || output.portType == .bluetoothHFP {
        try? AVAudioSession.sharedInstance().overrideOutputAudioPort(.speaker)
    }
}

通过实施上述的完整技术方案，VoIP应用 能够应对来自微信或任何其他应用的音频通话中断，并在中断结束后可靠地恢复双向音频，从而显著提升应用的稳定性和用户体验

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