视频播放器本地代理服务设计

作者: ck2016 | 来源:发表于2017-12-02 16:17 被阅读163次

    场景

    希望在播放视频的时候能边下边播。而不是等整个视频下好才能播
    缓存视频,对于播放过的视频能缓存住,下次不从网络获取,节省流量带宽。用户随意拖动进度条的部分也能缓存住。
    控制下载进度,用户只看了前面一点并暂停了,那么没必要整个视频都下下来。

    方案

    播放器Manager主要给项目使用,提供一些简洁的接口,屏蔽所有能屏蔽的细节。
    播放器kit层是对播放器SDK简洁的封装,方便使用。播放器SDK基于 ffmpeg 写的独立的一个SDK。
    本地server是一个http代理服务,本文将描述这个模块。
    另外,播放器日志监控,数据统计由另外的统计SDK做了,没放在这里做。

    首先,播放器SDK并不直接去连接视频服务器,而是先连接本地server,然后由本地server去连接视频服务器,本地server收到服务端的视频数据,再转发给播放器,相当于一个转发的功能。不断接收来自播放器的请求,然后去下载数据,然后再返回给播放器。


    Server模块:
    接收请求和下发数据,都使用同步非阻塞IO模式。
    接收数据:使用kqueue多路复用接收IO请求。
    下发数据:同步非阻塞模式下发(开一个线程下发数据,每个数据之间是同步的)
    unix 上的 kqueue 有个坑,无法监测socket发送缓存区由满变到不满的状态,但 linux 的 epoll 可以
    完整的缓冲区状态变化需要4个,满 -> 不满,不满 -> 满,空 -> 非空,非空 -> 空

    Downloader模块:
    会收到来自Server的请求,内容是视频的(url + offset)
    下载前会检查缓存,如果有缓存直接下发缓存的数据,没有缓存才去下载。
    使用 NSURLSession 下载,NSURLSession 的每一个 task 会创建worker线程去下载数据。
    worker 返回一段数据,把数据发给 server 去下发。server下发失败关闭这个 task。
    worker 同时也把数据发给 Cache 模块去缓存。

    Cache模块:
    会收到来自Downloader的读取和写入请求,内容都是(url, offset, length)
    (url, offset, length)能确定唯一一个视频的块。

    取视频url作为缓存的key。
    一个视频逻辑上被分成 512k 为一个块存储,chunk_size = 512k。
    例如一个视频有1224k, 被分成 512k + 512k + 200k,3块,每个块对应一个文件。

    如下图,key + offset + totalLength 作为文件名,file_size 就是 chunk_size

    读取缓存:
    读取以块(512k)为单位。
    内存有就内存返回,内存没有就上磁盘查找,找到就返回。
    用户可能任意拖动进度条,那么 offset 可能是任意值,读取缓存的时候,就看offset对应的块存不存在,存在就返回,不存在就不返回,得重新下载了。

    用NSData读取磁盘数据,它底层使用了 mmap,省掉了系统内核空间到用户空间的拷贝,速度快。

    写入缓存:
    写入缓存按照 512k 为一块写入。最坏的情况如下图:

    用户刚好拖动到进度条到50k,然后下到1000k,他就停止播放。那么差不多 1MB 的数据缓存不了,因为第0块不满,第1块也不满。
    最好的情况就是从0看起,看到刚好满足块的地方,全部能缓存。
    网络好可以增大chunk_size,网络差可以减小chunk_size。减少不能缓存的情况。

    用户频繁拖动进度条,产生很多零碎的块,现在内存中保存中,拼接够了一个512k的块,再写入文件。
    零碎的块类似这样:
    (url, offset, length)
    (url, 0, 100),(url, 50, 150),(url, 12345, 1234),(url, 10000, 10)
    块有重叠的地方,每收到一个写任务,就要去判断是否有重叠,有重叠需要合并一下。
    比如现在有 (url, 0, 100)
    收到一个(url, 50, 150)
    发现 50 在 0 到 100 之间,那么合并为 (url, 0, 200)
    如果合并后满足了一个块的范围,那么把这个块写文件记录。

    缓存淘汰:
    假定用户经常看的视频不能优先淘汰。那么用 LRU 淘汰策略即可,每个缓存块设置一个count,缓存命中一次就 count++,触发淘汰的时候,把 count 最小的先淘汰.

    流量控制

    用户只看了视频前面一点,就暂停了,那么后面的视频不再下载。
    即播放器的消费速度比本地server的生产速度要慢。
    播放器设置为5MB的缓存大小,用户暂停后,缓冲区肯定会占满,然后播放器不在recv()数据,那么server下发数据会报 EAGAIN 写缓存区满的错误,这个时候每隔3秒重试一次下发。设置为3秒重试是因为假设了5MB视频能够播放3秒。

    如果播放器的消费速度比本地server的生产速度要快,那有可能是网速太慢了。

    完。

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      网友评论

      • hauibojek:最近好像简书没人了
        ck2016:@hauibojek 好像是少了很多流量

      本文标题:视频播放器本地代理服务设计

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