了解janus

目标：Janus is an open source, general purpose, WebRTC server designed and developed by Meetecho.
技术栈：C，jcfg(libconfig)
代码结构：

代码结构图
描述：janus由Core实现了WebRTC所支持的所有协议（SDP, ICE, DTLS-SRTP, RTP/RTCP)，并且管理插件的初始化，管理，关闭等。我们可以看到具体业务功能有Plugin提供，Core本身不能进行任何具体业务实现。为了详细了解这个系统，我们可以带着问题来了解：

1. 系统的编译依赖，及编译先后顺序是怎么样的？
2. 系统的Core的启动，及Plugin启动都做了那些事情？
3. 简单的单路通话(VideoCall)实现原理？
4. 多路通话（VideoRoom) 实现原理？

1. 系统的编译依赖，及编译先后顺序是怎么样的？

我们来看右Doxygen生成的头文件依赖

Doxygen头文件依赖

我们看到依赖很简单：

1. plugins/plugin.h
2. transports/transport.h
3. loggers/logger.h
4. events/eventhandler.h

所以在编译时，Core是依赖到Plugins，Transports, Loggers，Events模块的。

分析 Makefile.am 知道：
janus_SOURCES 包含了 plugins/plugin.c, transports/transport.c这两个实现。所以Core只是把plugin.c, transport.c放到了这两个子目录中，实际他俩是Core的源文件。

然后看Plugin的编辑脚本，发现一个很神奇的事情，Plugin居然不依赖Core，不管是头文件还是链接。这是不是跟接口编程一样，框架提供接口，找一个现成的库适配了这个接口就能在这个库里面使用，现在厉害的在于，适配的时候都不依赖框架。

所以可以很明确的知道，他们的编译可以分开，即先编译Core，然后并行编译Plugins，Transports，EventHandlers。

2. 系统的Core的启动，及Plugin启动都做了那些事情？

我们来分析main函数：

1. 首先在解析命令行参数，和配置文件。
2. 然后调用janus_log_init初始化日志模块，这里面启用了一个日志打印现成，并维护了一个log_buffer链表，及log_buffer pool。
3. 加载外部logger的so，并且初始化，最后调用janus_log_set_loggers关联到janus_log中去管理。
4. 调用janus_auth_init初始化授权系统。
5. 调用janus_recorder_init初始化路由系统。
6. 调用janus_ice_init初始化ICE协议栈。
7. 调用SSL_library_init, SSL_load_error_strings, OpenSSL_add_all_algorithms初始化OpenSSL环境。janus_dtls_srtp_init初始化DTLS功能。
8. 调用janus_sctp_init初始化SCTP功能，多播通道。
9. 初始化Core的全局变量。sessions 系统会话hash表，及sessions_watchdog_context，并启动session watchdog线程。requests系统请求异步队列，并启动请求分配线程。tasks系统任务线程池，用来分配请求。
10. 加载EventHandlers的so，并初始化。 调用janus_events_init关联到管理中。
11. 加载外部Plugins的so，并初始化。
12. 加载外部Transports的so，并初始化。
13. 给系统发送第一个Event，janus started。
14. 启动主线程循环 g_main_loop_run

3. 简单的单路通话(VideoCall)实现原理？

首先我们抛开系统来说，一个通话是由Alice(终端A)发起，然后服务器路由到Bob(终端B)，这其中附带SDP（Session Description Protocol)。我们先说最简单的方式

        Server
     /          \
Alice  <--rtp--> Bob

其中SDP携带了Alice RTP/RTCP 的端口及IP，然后Bob回给服务器信令也携带了自己的SDP，同样服务器把这个信令路由到Alice。Alice收到后，对着Bob给的端口RTP/RTCP通信。这样就建立起来了Session，相互的数据互通了。

现在我们开始研究Janus怎么把这个过程实现的。

我们先查看Websocket Transport + VideoCall Plugin。

第一步，Alice和Bob怎么和Janus建立信令通道呢？
1. Websocket Transport 用 libwebsockets 建立 ws/wss 服务器。
2. Alice和Bob建立webscoket连接，libwebsockets会分配一个ws_client，并回调WST(Websocket Transport)。WST在ws_client上建立messages队列和用janus_transport_session_create建立Core Session。最后给Core发送一个connected消息，这个消息啥也没干。
3. Alice建立连接后，会立马发送一个create请求，WST收到请求后，把请求发送到Core。Core会立即创建一个Core Session，同时发送一个 Session 类型的created 消息。然后回复Alice建立连接成功。
4. 然后，Alice发送attach请求。Core会立即创建一个ICE Handle，准备处理RTP会话，同时发送一个Handle类型的attach消息。然后回复成功。这一步很关键，create只是建立Core Session，并没有做任何路由关联。而attach则告诉Core，我要用的Plugin。这样就在ICE Handle中建立了Plugin指针，并调用Plugin创建一个Plugin Session, 方便后续的message直接给Plugin。
5. 至此连接就建立了。当然Janus还有一步，注册用户名，方便呼叫。Alice发送一个message请求，并且带上body:{request:'register", username:"Alice"}。Core根据attach的信息，把消息给 VideoCall Plugin，VideoCall则建立一个用户名对应Session的hash表。

第二步，Alice和Bob怎么建立呼叫会话呢？（注意这里的会话与代码中的会话不是一个意思）
1. Alice发送一个{janus:"message",body:{request:"call",username:"Bob"},jseq:{sdp:"xxx",type:"offer"}}的消息。这个是message消息，Core会直接给Plugin处理。VideoCall Plugin先回复Boback，再根据username找到Bob的Session，然后验证sdp，给两个Session做上通话标记与关联。然后给Bob发送一个叫incomingcall的event，带上Alice发送过来的SDP。
2. Bob回一个{janus:"message",body:{request:"accept"},jseq:{sdp:"xxx",type:"answer"}}的消息。VideoCall Plugin先回复Boback，再解析sdp，提取相关信息。然后给Alice发送一个叫accept的event，带上Bob发送过来的SDP。
3. 这样就建立一个通话。

第三步，Alice或者Bob如何挂机呢？
1. Bob发送一个{janus:"message",body:{request:"hangup"}}的消息。VideoCall Plugin收到消息后，先回复Bob ack，然后清除现场，然后给Alice发送发送一个hangup的event。
2. 这样电话就挂断了。

上面的都是信令层面如何交互，涉及RTP/RTCP的只有SDP，那么SDP如何在ICE框架下，把RTP会话建立起来的呢？

4. 多路通话（VideoRoom) 实现原理？

VideoRoom Plugin实现了SFU（Selective Forwarding Unit）功能。它实现了会议功能，基于发布/订阅模式，任何一个参会者都可以推送自己的流，并订阅别人的流。

我们先看看信令交互：
第一步，Alice和Bob怎么和Janus建立信令通道呢？
1. 同单路通话一样，建立起来用户通道。只是最后一步注册用户名不一样了。它把这一步直接整合进后面的join请求中去了，因为会议不需要像单路通话一样去找对方，而是给一个会议id，用其它方式告知对方后，让他加入进来。
第二步，如何创建会议，并且加入会议呢？
1. 调式发现，VideoRoom的示例并没有实现创建会议的功能，而是直接加入了一个叫1234的默认会议。
2. Alice发送{janus:"message",body:{request:"join",room:1234,ptype:"publisher",display:"Alice"}}的消息，VideoRoom Plugin收到消息后，会建立一个Publisher，已用户id作为key，并且与Core Session关联起来。这样就Alice就加入了会议
3. 设置自己发布的推流，发送{janus:"message",jseq:{sdp:"xxx",type:"offer"},body:{request:"configure",audio:true,video:true}}的消息，VideoRoom Plugin根据参数设置一些参数，然后通知其它参会者。
4. 退出会议。Alice发送一个{janus:"destory"}的请求。Core拿到消息后，首先调用WST结束连接。然后清理Core Session，然后清理ICE Handle。这里有个问题，Plugin Session 并没有清理，在哪里，什么时机做的清理呢？这里用的是 ICE 框架的事件做的处理。

至此，我们了解了视频通话，主要信令的交互过程，如何创建连接，如何建立会话，如何销毁等等。