Java实现音频录音播放机功能

Java实现一个简单的音频录音和播放功能，使用Swing创建图形用户界面，利用Java Sound API进行音频处理。下面是对此程序的详细剖析：
一、程序结构
程序主要由以下几个部分组成：

• RecorderFrm类：主框架类，继承自JFrame，负责UI界面和主要逻辑

• Recorder内部类：实现Runnable接口，负责录音功能

• 多个辅助方法：如getAudioFormat(), playMusic(), save(), open()等

二、程序主要功能
2.1 录音功能

• 使用TargetDataLine从麦克风捕获音频数据
• 音频数据存储在ByteArrayOutputStream中
• 录音过程在单独线程中运行，避免阻塞UI

2.2 播放功能
可以选择并播放已保存的WAV文件；使用SourceDataLine进行音频播放。

2.3 文件操作

• 可以将录音保存为WAV格式文件

• 可以打开已有的WAV文件进行播放

3. 关键组件分析
   3.1 音频格式设置
   getAudioFormat()方法定义了音频参数：
   编码：PCM_SIGNED
   采样率：44100Hz
   采样精度：16位
   单声道（声道数：1）
   帧大小：2字节
   帧率：44100
   字节序：小端(Little-endian)

3.2 录音流程
创建TargetDataLine
打开并启动数据线
循环读取音频数据到缓冲区
将数据写入ByteArrayOutputStream
停止时关闭资源

3.3 播放流程
选择音频文件
创建AudioInputStream
获取音频格式
创建并打开SourceDataLine
从输入流读取数据并写入数据线播放

3.4 文件保存
将ByteArrayOutputStream转换为ByteArrayInputStream
创建AudioInputStream
使用AudioSystem.write()方法将音频写入WAV文件

Java实现音频录音和播放机功能程序的源码：

package Record;
import java.awt.BorderLayout;
import java.awt.Font;
import java.awt.GridLayout;
import java.awt.event.ActionEvent;
import java.awt.event.ActionListener;
import java.io.ByteArrayInputStream;
import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;
import javax.sound.sampled.AudioFileFormat;
import javax.sound.sampled.AudioFormat;
import javax.sound.sampled.AudioInputStream;
import javax.sound.sampled.AudioSystem;
import javax.sound.sampled.DataLine;
import javax.sound.sampled.LineUnavailableException;
import javax.sound.sampled.SourceDataLine;
import javax.sound.sampled.TargetDataLine;
import javax.sound.sampled.UnsupportedAudioFileException;
import javax.swing.*;
import javax.swing.filechooser.FileNameExtensionFilter;
public class RecorderFrm  extends JFrame implements ActionListener {//队列queue，放置声道音频数据。录音用一个话筒，单声道。Queue<Short> qAudio = new LinkedList<>();//定义字节数组输出流。 用于保存音频数据。ByteArrayOutputStream bOutStm = null;Boolean stopflag = false; //停止录音的标志，用于控制录音线程的运行//定义所需要的组件JPanel panelA, panelB;JButton recordeBtn, stopBtn, playBtn;//构造函数public RecorderFrm() {//面板组件初始化panelA = new JPanel();panelB = new JPanel();//面板panelB上按钮组件的设置recordeBtn = new JButton("开始录音");recordeBtn.addActionListener(this); //给按钮注册监听recordeBtn.setActionCommand("recorde");stopBtn = new JButton("停止录音");stopBtn.addActionListener(this); //给按钮注册监听stopBtn.setActionCommand("stop");playBtn = new JButton("播放录音");playBtn.addActionListener(this); //给按钮注册监听playBtn.setActionCommand("play");//设置面板panelBpanelB.setLayout(null);panelB.setLayout(new GridLayout(1, 4, 10, 10));panelB.add(recordeBtn);panelB.add(stopBtn);panelB.add(playBtn);//设置按钮的初始属性recordeBtn.setEnabled(true);stopBtn.setEnabled(false);playBtn.setEnabled(false);//在主窗体上布置面板组件add(panelA, BorderLayout.CENTER);add(panelB, BorderLayout.SOUTH);//设置窗口的属性setSize(400, 160);setTitle("音频录音播放机");setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);setLocationRelativeTo(null);setVisible(true);}@Overridepublic void actionPerformed(ActionEvent e) {if (e.getActionCommand().equals("recorde")) {//点击录音按钮后的动作recordeBtn.setEnabled(false);stopBtn.setEnabled(true); //启用停止按钮playBtn.setEnabled(false);recorde(); //调用录音的方法} else if (e.getActionCommand().equals("stop")) {//点击停止录音按钮的动作recordeBtn.setEnabled(true);stopBtn.setEnabled(false);playBtn.setEnabled(true); stop(); //调用停止录音的方法} else if (e.getActionCommand().equals("play")) {play(); //调用播放录音的方法}}//开始录音public void recorde() {//创建播放录音的线程Recorder recorder = new Recorder();Thread recorderTrd = new Thread(recorder);recorderTrd.start();}//停止录音。设置“停止”标志，并保存录音public void stop() { stopflag = true; save(); //保存音频文件到磁盘}//播放录音public void play() {File file = open(); //选择音频文件System.out.println("正在播放录音… ");playMusic(file); //打开音频文件播放音乐}//保存录音到磁盘public void save() {File file = null; //文件名FileNameExtensionFilter filter; //后缀名过滤器JFileChooser chooser;//创建文件选择器，指定当前目录为"D:\test"。chooser = new JFileChooser("D:\\test");//文件后缀名过滤器filter = new FileNameExtensionFilter("音频文件(*.wav,*.WAV)","wav","WAV");   chooser.setFileFilter(filter); //设置文件扩展名ByteArrayInputStream bais = null; //定义字节数组输入流AudioInputStream ais = null; //定义音频输入流AudioFormat fmt = getAudioFormat(); //取得录音格式byte audioData[] = bOutStm.toByteArray();bais = new ByteArrayInputStream(audioData);long len = audioData.length / fmt.getFrameSize();ais = new AudioInputStream(bais,fmt,len);//写入文件try {int value=chooser.showDialog(this,"保存文件");                           if (value==JFileChooser.APPROVE_OPTION) { //判断用户是否保存文件/*  使用文件句柄（对象），接收返回值。保存文件通常只需处理单选 ***/file =  chooser.getSelectedFile();String pathStr = file.getAbsolutePath();/***检查path中是否已包含文件扩展名***/boolean flag = false;for (String extension : filter.getExtensions()) {if (pathStr.contains(extension)) {flag=true;break;}}if (!flag) {pathStr += ".wav"; //若不包含扩展名，添加扩展名file = new File(pathStr); //重新创建文件句柄}System.out.println("保存文件的绝对路径: "+pathStr);//保存文件操作AudioSystem.write(ais, AudioFileFormat.Type.WAVE, file);} } catch (Exception e) {e.printStackTrace();} finally {//关闭流try {if (bais != null) bais.close();if (ais != null)  ais.close();} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}}//打开，选择录音文件private File open() {File path = null;//设置文件过滤器FileNameExtensionFilter filter = null;filter = new FileNameExtensionFilter("音频文件(*.wav)","wav");JFileChooser chooser = new JFileChooser("D:\\test");//默认路径chooser.setFileFilter(filter);chooser.setFileSelectionMode(JFileChooser.FILES_ONLY);chooser.setMultiSelectionEnabled(false); //单选文件int result = chooser.showDialog(this, "打开音频文件");if (result==JFileChooser.APPROVE_OPTION) {path = chooser.getSelectedFile();}return path;}public static void main(String[] args) {new RecorderFrm(); //创建实例}private void playMusic(File path){AudioInputStream inStream;AudioFormat format;SourceDataLine sourceDataLine;DataLine.Info info;try{int count;byte buf[] = new byte[1024];//获取音频输入流inStream = AudioSystem.getAudioInputStream(path);//获取音频的编码格式format = inStream.getFormat();info = new DataLine.Info(SourceDataLine.class,format,AudioSystem.NOT_SPECIFIED);sourceDataLine = (SourceDataLine)AudioSystem.getLine(info);sourceDataLine.open(format);sourceDataLine.start();	//播放音频while((count = inStream.read(buf,0,buf.length)) != -1){sourceDataLine.write(buf,0,count);			}//播放结束，释放资源sourceDataLine.drain();sourceDataLine.close();inStream.close();}catch(UnsupportedAudioFileException ex){ex.printStackTrace();}catch(LineUnavailableException ex){ex.printStackTrace();}catch(IOException ex){ex.printStackTrace();}}//设置AudioFormat的参数public AudioFormat getAudioFormat() {//参数Encoding：音频编码格式AudioFormat.Encoding encoding = AudioFormat.Encoding.PCM_SIGNED;/***其它参数说明float sampleRate = 44100f; //采样率int sampleSize = 16; //SampleSizeInBits: 采样精度int channels = 2; //声道数//FrameSize: 帧大小，每帧的字节数。int frameSize=4;//frameSize=(sampleSize/8)*channelsfloat frameRate = 44100f; //FrameRate: 帧频，每秒的帧数。boolean bigEndian = false;* BigEndian: 与传输和存储相关的字节序列标志。* 有两种类型：Big-endian和Little-endian* 值false表示Little-endian；值true表示Big-endian。* ***///AudioFormat(encoding,sampleRate,sampleSizeInBits,channels,frameSize,frameRate,bigEndian)//AudioFormat format = new AudioFormat(encoding, 44100, 16, 2, 4, 44100, false); 立体声AudioFormat format = new AudioFormat(encoding, 44100, 16, 1, 2, 44100, false);//单声道return format;}//录音类，因为要用到主类中的变量，所以将其做成内部类class Recorder implements Runnable {DataLine.Info info = null;AudioFormat format = null;  //定义音频格式//定义目标数据行,可以从中读取音频数据,该 TargetDataLine 接口提供从目标数据行的缓冲区读取所捕获数据的方法。TargetDataLine tdLine = null;//定义存放录音的字节数组,作为缓冲区byte bts[] = new byte[2048];//将字节数组包装到流里，最终存入到bOutStm中@Override //重写run函数public void run() {bOutStm = new ByteArrayOutputStream();try {format = getAudioFormat();info = new DataLine.Info(TargetDataLine.class, format);tdLine = (TargetDataLine) (AudioSystem.getLine(info));//打开具有指定格式的行，这样可使行获得所有所需的系统资源并变得可操作。tdLine.open(format);//允许某一数据行执行数据 I/OtdLine.start();/******/System.out.println("正在录音...");stopflag = false;int size = format.getFrameSize();while (stopflag != true) {//当停止录音按钮未按下时，该线程一直执行//从目标数据行读取音频数据到字节数组bts,cnt 是实际读取的字节数int cnt = tdLine.read(bts, 0, bts.length);if (cnt > 0) {bOutStm.write(bts, 0, cnt);}}System.out.println("录音结束！");} catch (Exception e) {e.printStackTrace();} finally {try { //关闭打开的字节数组流if (bOutStm != null) bOutStm.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();} finally {tdLine.drain();tdLine.close();}}}}
}

总结 本例程的技术要点：

• 使用Java Sound API进行底层音频操作

• 多线程处理录音过程

• Swing构建用户界面

• 字节流处理音频数据

• 文件对话框进行文件操作

这个程序很好地演示了Java中音频录制和播放的基本原理，代码结构清晰，适合作为学习Java音频处理的示例。