AudioUnit 回调和同步：如何使用 GCD 确保线程安全

Question

我正在构建一个基于 AudioUnit 回调工具和音频处理节点图的音频应用程序。我知道回调是在单独的（高优先级？）线程中执行的，因此与我的处理节点的所有交互，例如播放时更改 EQ 参数应以线程安全的方式进行。换句话说，在执行音频回调链时，应保护节点不被修改。

我对更底层的多线程的理解是，我需要在每个节点中使用一个锁，或者为整个图形设置一个锁，以防止在处理音频缓冲区时写入。

但是，我希望实现更加“Swifty”并使用应该提供上述功能的DispatchQueue/DispatchGroup。我只是不太明白如何以最有效的方式做到这一点。

假设所有音频参数的修改都在一个队列中完成，如下所示：

audioQueue.async {
    eqNode.setEqParameters(...)
}

如何确保在 AudioUnit 回调完成之前不会执行此块？使用audioQueue.sync 不是一个选项，因为这意味着系统音频线程将依赖于我的audioQueue，这不是很好。

如果我使用DispatchGroup 实现上述流程的最佳方式是什么？

Answer 1

实时音频单元回调不应锁定、等待锁定或管理内存（Swift 或 Objective C 对象或方法）。

我会双重缓冲音频参数集（或更多，例如参数集的环形缓冲区）。让作者锁定正在更改的集合，完成后解锁，并且永远不要以或超过已知音频回调速率（慢 2 倍以上是安全的）切换集合。让周期性阅读器（音频单元实时回调）检查锁定，而不使用锁定的参数集。

为了不在线程间环形缓冲区上使用锁，您可能希望在指针、索引或状态加载/存储上使用 OS 原子内存屏障：load_acquire、store_release 等，以防止 ARM 处理器写入缓冲区重新排序或 Swift 优化器指令重新排序，以免损坏您的数据。