PC端音視訊相關應用往往會涉及到系統音頻采集相關需求。例如音視訊通信應用在螢幕共享場景下，使用者除了共享螢幕内容之外，往往需要共享音頻資料。目前macOS沒有系統API可以直接擷取輸出到播放裝置的音頻資料，這就需要通過别的辦法來采集系統音頻。由于macOS開發相關資料較少，完成這個需求也花了點時間，在這裡将思路做個分享，希望能幫助到有這方面需求的朋友。
技術背景
macOS音頻裝置管理
macOS支援管理多個音頻輸入輸出裝置，可以使用“音頻 MIDI 設定”來設定如麥克風和多聲道音頻接口。
音頻 MIDI 設定”界面如上圖所示，左側清單展示了所有音頻輸入輸出裝置，例如内建麥克風、揚聲器、AirPods、通過資料線連接配接端iPhone裝置，右側界面支援調節裝置端具體參數，例如音量等。
我們可以通過右鍵選擇裝置，将其設為系統預設的輸入輸出裝置。設為預設裝置後，裝置清單上會有一個小圖示顯示，同時，系統會預設在對應的裝置上采集、播放音頻資料。當然，應用也依然可以選擇特定裝置采集、播放音頻，例如Abode公司的Audition中可以通過設定選擇輸入輸出裝置。
switchaudio-osx
switchaudio-osx是一款開源項目，支援指令行設定macOS預設輸入輸出音頻裝置。這個開源項目為我們通過代碼切換系統音頻裝置提供了極大幫助。
項目位址：
https://github.com/deweller/switchaudio-osxKEXT核心擴充
KEXT是macOS的核心擴充程式，通常用于系統驅動程式。核心擴充運作于核心态，支援動态加載。
我們可以在Xcode中選擇“general kernel extension”建立核心擴充，基于IOKit接口實作驅動程式，生成的産物以kext作為字尾名。
加載驅動需要首先将kext檔案拷貝到系統目錄（需要管理者權限）：
/Library/Extensions 加載驅動：
sudo kextload /path/to/kext.kext 解除安裝驅動：
sudo kextunload /path/to/kext.kext Soundflower
Soundflower是mac端開源的kext核心擴充程式，它虛拟了一套音頻采集、播放裝置驅動，直接将播放資料傳給采集裝置，實作音頻資料環路。通過将系統預設輸入輸出裝置設定為Soundflower，就可以采集到系統播放的音頻資料。
https://github.com/RogueAmoeba/Soundflower-Original方案實作
介紹完以上的技術背景，其實就可以設計出macOS系統音頻資料采集方案：
如上圖所示，使用者App通過mac系統播放音頻。
我們可以在啟動系統音頻采集功能時将系統音頻播放裝置設定為Soundflower虛拟揚聲器，同時在App中将輸入設為Soundflower虛拟麥克風和硬體麥克風，将混音後的音頻資料輸出到硬體揚聲器。關閉系統音頻采集功能将系統設定還原。理論上，這就已經可以滿足我們的需求了。
關鍵調用流程
為了實作以上方案，有以下關鍵調用流程：
- 第一次調用内錄接口時，請求管理者權限，将Soundflower.kext核心擴充拷貝到系統目錄
- 調用kextload指令加載Soundflower.kext
- 将系統預設音頻播放裝置設定為Soundflower虛拟揚聲器
- App中将音頻采集裝置設定為Soundflower虛拟麥克風
- App中如果有硬體麥克風采集需求，則另起一路硬體麥克風采集
- App中将音頻播放裝置設定為硬體揚聲器
需要關閉該功能時，需要執行如下調用流程：
- 将系統預設輸入輸出裝置還原
- 解除安裝Soundflower.kext
以上調用流程并不複雜，關鍵代碼都可以從以上介紹的開源項目中找到參考，需要注意一下幾點：
加載/解除安裝kext需要系統提權，macOS提權可以選擇
AuthorizationRef或者蘋果官方推薦的
SMJobBless切換系統預設音頻裝置代碼實作可以參考switchaudio-osx項目中
audio_switch.c相關代碼
至于mac端音頻采集播放的代碼實作就相對比較複雜了，不過幸運的是，谷歌WebRTC項目中
audio_device_mac.cc已經有了一套實作
總結
文本提供了macOS采集/錄制系統音頻資料的一種實作思路。具體代碼實作過程中，還是有很多工作需要做的，例如系統提權如果要做的比較友好就需要用到
啟動守護程序來實作。當然，這屬于另外一個話題了，在此不再贅述。