IJKPlayer ffplay流程详解

作者: Mr_Me | 来源:发表于2017-07-20 14:12 被阅读130次
    ffplay流程图.jpg

    上图摘自 雷霄骅 雷神的博客 是FFmpeg中 ffplay.c的结构流程图

    ijkplayer的ff_ffplay.c是建立在FFmpeg的ffplay.c的基础之上的。

    其核心:

    read_thread线程负责接收服务器的数据 
    video_thread线程负责video decode  
    audio_thread负责audio decode
    video_refresh_thread线程负责video 的渲染
    

    audio的播放暂时还没有细细的研究 audio_open是关键函数 SDL_OpenAudio():SDL中打开音频设备的函数。注意它是根据SDL_AudioSpec参数打开音频设备。SDL_AudioSpec中的callback字段指定了音频播放的回调函数sdl_audio_callback()。当音频设备需要更多数据的时候,会调用该回调函数。因此该函数是会被反复调用的。

    ffp_prepare_async_l 函数开启read_thread和video_refresh_thread线程。 
    read_thread开启audio_thread和video_thread解码线程
    

    ffp_prepare_async_l函数主要调用 ffpipeline_open_audio_output函数和stream_open函数。

    ffpipeline_open_audio_output函数调用SDL_AoutIos_CreateForAudioUnit函数

    SDL_Aout *SDL_AoutIos_CreateForAudioUnit()
    {
        SDL_Aout *aout = SDL_Aout_CreateInternal(sizeof(SDL_Aout_Opaque));
        if (!aout)
            return NULL;
    
        // SDL_Aout_Opaque *opaque = aout->opaque;
    
        aout->free_l = aout_free_l;
        aout->open_audio  = aout_open_audio;
        aout->pause_audio = aout_pause_audio;
        aout->flush_audio = aout_flush_audio;
        aout->close_audio = aout_close_audio;
    
        aout->func_set_playback_rate = aout_set_playback_rate;
    
        return aout;
    }
      
    

    SDL_AoutIos_CreateForAudioUnit函数 实现了函数指针的赋值,用于ffplay回调控制audio output的方法。

    stream_open函数进行初始化frame队列 packet队列还有音视频同步相关的clock时钟并且同时开启了read_thread线程和video_refresh_thread线程。

    video_refresh_thread:这个线程负责 video 的渲染。
    
    read_thread:
    
    这个线程先进行FFmpeg初始化操作,然后获取视频流信息
    
    avformat_open_input():打开媒体。
    
    avformat_find_stream_info():获得媒体信息。这个函数有时候会影响首画的时间,看这个函数的源码发现:这个函数会一直分析视频流的信息,当一直获取不到信息的时候就会一直在这个函数中,一直到它最大的限制,才会出来,会有好几秒的时间。如果网络卡的话,时间会更长。但是我们可以自己给他添加限制,到达我们自己的限制条件的时候就会出来,不会一直在这个函数里面。
    
    ic->probesize这个控制分析视频流的大小,当读的视频流大小达到这个size大小的时候,即使没有获取到信息 也会出来
    
    ic->max_analyze_duration这个事控制视频流信息的大小,同理 当没有获取到信息,读取的视频流的时长达到这个duration的时候 也会出来。
    
    av_dump_format():输出媒体信息到控制台。
    
    stream_component_open():分别打开视频/音频/字幕解码线程。(在下面详细讲解该函数)
    
    av_read_frame():获取一帧压缩编码数据(即一个AVPacket)。
    
    packet_queue_put():根据压缩编码数据类型的不同(视频/音频/字幕),放到不同的PacketQueue中。
    
    stream_component_open该函数:
    

    1.如果是video:

    ffp->node_vdec = ffpipeline_open_video_decoder(ffp->pipeline, ffp);在这个函数中选择硬解码还是软解码,在iOS中实现如下

    static IJKFF_Pipenode *func_open_video_decoder(IJKFF_Pipeline *pipeline, FFPlayer *ffp)
    {
        IJKFF_Pipenode* node = NULL;
        IJKFF_Pipeline_Opaque *opaque = pipeline->opaque;
        if (ffp->videotoolbox) {
            node = ffpipenode_create_video_decoder_from_ios_videotoolbox(ffp);
        }
        if (node == NULL) {
            ALOGE("vtb fail!!! switch to ffmpeg decode!!!! \n");
            node = ffpipenode_create_video_decoder_from_ffplay(ffp);
            ffp->stat.vdec_type = FFP_PROPV_DECODER_AVCODEC;
            opaque->is_videotoolbox_open = false;
        } else {
            ffp->stat.vdec_type = FFP_PROPV_DECODER_VIDEOTOOLBOX;
            opaque->is_videotoolbox_open = true;
        }
        ffp_notify_msg2(ffp, FFP_MSG_VIDEO_DECODER_OPEN, opaque->is_videotoolbox_open);
        return node;
    }
    

    在android中实现如下:

    static IJKFF_Pipenode *func_open_video_decoder(IJKFF_Pipeline *pipeline, FFPlayer *ffp)
    {
        IJKFF_Pipeline_Opaque *opaque = pipeline->opaque;
        IJKFF_Pipenode        *node = NULL;
    
        if (ffp->mediacodec_all_videos || ffp->mediacodec_avc || ffp->mediacodec_hevc || ffp->mediacodec_mpeg2)
            node = ffpipenode_create_video_decoder_from_android_mediacodec(ffp, pipeline, opaque->weak_vout);
        if (!node) {
            node = ffpipenode_create_video_decoder_from_ffplay(ffp);
        }
    
        return node;
    }
    

    选择完解码器,然后开始解码

    decoder_start(&is->viddec, video_thread, ffp, "ff_video_dec")创建一个解码线程
    
    static int video_thread(void *arg)
    {
        FFPlayer *ffp = (FFPlayer *)arg;
        int       ret = 0;
    
        if (ffp->node_vdec) {
            ret = ffpipenode_run_sync(ffp->node_vdec);
        }
        return ret;
    }
    

    不管是iOS还是android中:

    ffpipenode_create_video_decoder_from_ffplay
    ffpipenode_create_video_decoder_from_android_mediacodec
    ffpipenode_create_video_decoder_from_ios_videotoolbox
    这三个方法都是返回node,并node这个结构体中的函数指针赋值。我们解码的时候 调用的就是node->func_run_sync该方法,使用选择的解码器去解码video。
    

    软解码 该方法如下:

    static int func_run_sync(IJKFF_Pipenode *node)
    {
        IJKFF_Pipenode_Opaque *opaque = node->opaque;
    
        return ffp_video_thread(opaque->ffp);
    }
    

    使用videotoolbox 该方法如下:

    static int func_run_sync(IJKFF_Pipenode *node)
    
    {
    
        IJKFF_Pipenode_Opaque *opaque = node->opaque;
    
        int ret = videotoolbox_video_thread(opaque);
    
        if (opaque->context) {
    
            dealloc_videotoolbox(opaque->context);
    
            free(opaque->context);
    
            opaque->context = NULL;
    
        }
        return ret;
    } 
    

    使用mediacodec,该方法如下:

    static int func_run_sync(IJKFF_Pipenode *node)
    {
        JNIEnv                *env      = NULL;
        IJKFF_Pipenode_Opaque *opaque   = node->opaque;
        FFPlayer              *ffp      = opaque->ffp;
        VideoState            *is       = ffp->is;
        Decoder               *d        = &is->viddec;
        PacketQueue           *q        = d->queue;
        int                    ret      = 0;
        int                    dequeue_count = 0;
        AVFrame               *frame    = NULL;
        int                    got_frame = 0;
        AVRational             tb         = is->video_st->time_base;
        AVRational             frame_rate = av_guess_frame_rate(is->ic, is->video_st, NULL);
        double                 duration;
        double                 pts;
        // int64_t                decode_time = 0;
        if (!opaque->acodec) {
            return ffp_video_thread(ffp);
        }
    
        if (JNI_OK != SDL_JNI_SetupThreadEnv(&env)) {
            ALOGE("%s: SetupThreadEnv failed\n", __func__);
            return -1;
        }
    
        frame = av_frame_alloc();
        if (!frame)
            goto fail;
    
        if (opaque->frame_rotate_degrees == 90 || opaque->frame_rotate_degrees == 270) {
            opaque->frame_width  = opaque->avctx->height;
            opaque->frame_height = opaque->avctx->width;
        } else {
            opaque->frame_width  = opaque->avctx->width;
            opaque->frame_height = opaque->avctx->height;
        }
    
        opaque->enqueue_thread = SDL_CreateThreadEx(&opaque->_enqueue_thread, enqueue_thread_func, node, "amediacodec_input_thread");
        if (!opaque->enqueue_thread) {
            ALOGE("%s: SDL_CreateThreadEx failed\n", __func__);
            ret = -1;
            goto fail;
        }
    
        while (!q->abort_request) {
            /*spb add
            if(ffp_frame_queue_nb_remaining(&is->pictq) == 2)
                ffp_frame_queue_next(&is->pictq);
            if (is->videoq.nb_packets == 0)
            {
               av_log(NULL, AV_LOG_INFO, "spb_log videoq is empty\n");
            }
             end*/
            Frame *vp = ffp_frame_queue_peek_writable(&is->pictq);
            int64_t timeUs = opaque->acodec_first_dequeue_output_request ? 0 : AMC_OUTPUT_TIMEOUT_US;
            got_frame = 0;
            // int64_t start_drain = av_gettime()/1000;
            ret = drain_output_buffer(env, node, timeUs, &dequeue_count, frame, &vp->dest_frame, &got_frame);
            // int64_t end_drain = av_gettime()/1000;
            if (opaque->acodec_first_dequeue_output_request) {
                SDL_LockMutex(opaque->acodec_first_dequeue_output_mutex);
                opaque->acodec_first_dequeue_output_request = false;
                SDL_CondSignal(opaque->acodec_first_dequeue_output_cond);
                SDL_UnlockMutex(opaque->acodec_first_dequeue_output_mutex);
            }
            if (ret != 0) {
                ret = -1;
                if (got_frame && frame->opaque)
                    SDL_VoutAndroid_releaseBufferProxyP(opaque->weak_vout, (SDL_AMediaCodecBufferProxy **)&frame->opaque, false);
                goto fail;
            }
            if (got_frame) {
                // av_log(NULL, AV_LOG_INFO, "spb_log drain_output_buffer success need time:  %lld,    time : %lld\n", end_drain - start_drain, end_drain - decode_time);
                // decode_time = end_drain;
                duration = (frame_rate.num && frame_rate.den ? av_q2d((AVRational){frame_rate.den, frame_rate.num}) : 0);
                pts = (frame->pts == AV_NOPTS_VALUE) ? NAN : frame->pts * av_q2d(tb);
                ret = ffp_queue_picture(ffp, frame, pts, duration, av_frame_get_pkt_pos(frame), is->viddec.pkt_serial);
                if (ret) {
                    if (frame->opaque)
                        SDL_VoutAndroid_releaseBufferProxyP(opaque->weak_vout, (SDL_AMediaCodecBufferProxy **)&frame->opaque, false);
                }
                av_frame_unref(frame);
            }
        }
    
    fail:
        av_frame_free(&frame);
        SDL_AMediaCodecFake_abort(opaque->acodec);
        if (opaque->n_buf_out) {
            free(opaque->amc_buf_out);
            opaque->n_buf_out = 0;
            opaque->amc_buf_out = NULL;
            opaque->off_buf_out = 0;
            opaque->last_queued_pts = AV_NOPTS_VALUE;
        }
        if (opaque->acodec) {
            SDL_VoutAndroid_invalidateAllBuffers(opaque->weak_vout);
            SDL_LockMutex(opaque->acodec_mutex);
            SDL_AMediaCodec_stop(opaque->acodec);
            SDL_UnlockMutex(opaque->acodec_mutex);
        }
        SDL_WaitThread(opaque->enqueue_thread, NULL);
        SDL_AMediaCodec_decreaseReferenceP(&opaque->acodec);
        ALOGI("MediaCodec: %s: exit: %d", __func__, ret);
        return ret;
    #if 0
    fallback_to_ffplay:
        ALOGW("fallback to ffplay decoder\n");
        return ffp_video_thread(opaque->ffp);
    #endif
    }
    
    这个方法代码较多,但是我们能看到 其核心就做了两件事
    第一件事 opaque->enqueue_thread = SDL_CreateThreadEx(&opaque->_enqueue_thread, enqueue_thread_func, node, "amediacodec_input_thread"); 创建一个新的线程,在packet queue中不停的取数据 放入硬解码芯片。
    第二件事 在下面的while循环中 调用drain_output_buffer这个函数 获取解码后的数据信息。
    

    2.如果是audio:

    先执行ret = audio_open(ffp, channel_layout, nb_channels, sample_rate, &is->audio_tgt),audio_open方法。
    并没有详细的研究audio的每一步,audio_open也是在根据获取到的流媒体信息进行audio 解码和播放的初始化操作。
    其中 wanted_spec.callback = sdl_audio_callback 是有关audio播放的一个函数指针的赋值。
    

    然后

    (ret = decoder_start(&is->auddec, audio_thread, ffp, "ff_audio_dec") 开启线程解码
    

    audio解码使用软解,audio数据量小,算法相对简单没有video复杂,解码对CPU资源占用极小。

    ijk销毁函数:iOS调用shutdown,android调用release。
    
    这两个函数本质都是要调用ffplay的 ffp_stop_l和ffp_wait_stop_l函数,
    ijk的释放都是在ffp_wait_stop_l函数中,这个函数主要通过调用stream_close函数来释放掉ijk。
    stream_close会销毁在ijk初始化时候创建的 队列 流 解码器 线程锁和线程条件变量。
    

    未完待续。

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