iOS视频直播~推流、拉流原理

（转帖著名出处：谢谢！）

首先说下HLS协议：

• 简单讲就是把整个流分成一个个小的，基于 HTTP 的文件来下载，每次只下载一些，前面提到了用于 H5 播放直播视频时引入的一个 .m3u8 的文件，这个文件就是基于 HLS 协议，存放视频流元数据的文件。

• 每一个 .m3u8 文件，分别对应若干个 ts 文件，这些 ts 文件才是真正存放视频的数据，m3u8 文件只是存放了一些 ts 文件的配置信息和相关路径，当视频播放时，.m3u8 是动态改变的，video 标签会解析这个文件，并找到对应的 ts 文件来播放，所以一般为了加快速度，.m3u8 放在 web 服务器上，ts 文件放在 cdn 上。

• .m3u8 文件，其实就是以 UTF-8 编码的 m3u 文件，这个文件本身不能播放，只是存放了播放信息的文本文件：

#EXTM3U                 m3u文件头
#EXT-X-MEDIA-SEQUENCE   第一个TS分片的序列号
#EXT-X-TARGETDURATION   每个分片TS的最大的时长
#EXT-X-ALLOW-CACHE      是否允许cache
#EXT-X-ENDLIST          m3u8文件结束符
#EXTINF                 指定每个媒体段(ts)的持续时间（秒），仅对其后面的URI有效mystream-12.ts

HLS 的请求流程是：

• http 请求 m3u8 的 url。
• 服务端返回一个 m3u8 的播放列表，这个播放列表是实时更新的，一般一次给出5段数据的 url。
• 客户端解析 m3u8 的播放列表，再按序请求每一段的 url，获取 ts 数据流。

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关于HLS延迟原因：

hls 协议是将直播流分成一段一段的小段视频去下载播放的，所以假设列表里面的包含5个 ts 文件，每个 TS 文件包含5秒的视频内容，那么整体的延迟就是25秒。因为当你看到这些视频时，主播已经将视频录制好上传上去了，所以时这样产生的延迟。当然可以缩短列表的长度和单个 ts 文件的大小来降低延迟，极致来说可以缩减列表长度为1，并且 ts 的时长为1s，但是这样会造成请求次数增加，增大服务器压力，当网速慢时回造成更多的缓冲，所以苹果官方推荐的ts时长时10s，所以这样就会大改有30s的延迟

视频直播的整个流程：

• 视频录制端：一般是电脑上的音视频输入设备或者手机端的摄像头或者麦克风，目前以移动端的手机视频为主。

• 视频播放端：可以是电脑上的播放器，手机端的 native 播放器。

• 视频服务器端：一般是一台 nginx 服务器，用来接受视频录制端提供的视频源，同时提供给视频播放端流服务。

• 简单流程

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数据采集原理：

下面将利用 ios 上的摄像头，进行音视频的数据采集，主要分为以下几个步骤：

• 音视频的采集，ios 中，利用 AVCaptureSession和AVCaptureDevice 可以采集到原始的音视频数据流。
• 对视频进行 H264 编码，对音频进行 AAC 编码，在 ios 中分别有已经封装好的编码库来实现对音视频的编码。
• 对编码后的音、视频数据进行组装封包；
• 建立 RTMP 连接并上推到服务端。
  ps：由于编码库大多使用 c 语言编写，需要自己使用时编译，对于 ios，可以使用已经编译好的编码库。
  x264编码：https://github.com/kewlbear/x264-ios（复制此链接到浏览器打开）
  faac编码：https://github.com/fflydev/faac-ios-build（操作同上）
  ffmpeg编码：https://github.com/kewlbear/FFmpeg-iOS-build-script（操作同上）
  关于如果想给视频增加一些特殊效果，例如增加滤镜等，一般在编码前给使用滤镜库，但是这样也会造成一些耗时，导致上传视频数据有一定延时。

RTMP介绍：

Real Time Messaging Protocol（简称 RTMP）是 Macromedia 开发的一套视频直播协议。和 HLS 一样都可以应用于视频直播，区别是 RTMP 基于 flash 无法在 ios 的浏览器里播放，但是实时性比 HLS 要好。所以一般使用这种协议来上传视频流，也就是视频流推送到服务器。
对比：

• RTMP 首先就是延迟低，基于TCP的长链接，对于数据处理及时，收到即刻发送，推荐使用场景：即时互动。
• HLS 延迟高，短链接，原理是集合了一段时间的视频数据，切割ts片，逐个下载播放。优点是跨平台。

推流：

推流，就是将我们已经编码好的音视频数据发往视频流服务器中，一般常用的是使用 rtmp 推流，可以使用第三方库 librtmp-iOS 进行推流，librtmp 封装了一些核心的 api 供使用者调用，如果觉得麻烦，可以使用现成的 ios 视频推流sdk，也是基于 rtmp 的。具体说下：
也就是对编码好的音视频数据推到服务器上，这里我们又分为两类推流模式：手机端推流，服务器本地推流。就拿我上一家公司的电视直播来说，视频源是来自电视台的，需要通过ffmpeg命令来进行个推流，那么推流协议的话这里又分为了：HLS推流和rtmp推流，这里的取舍主要涉及到了是否需要及其实时的直播问题，也就是延迟20 30s是否接受，当然电视直播并不是主播实时互动，所以不需要使用实时流媒体协议的rtmp，所以通过ffmpeg -loglevel 这么一个命令将电视台给的视频进行各像nginx服务器的一个推流，那么我们就可以通过nginx服务器给的链接，配合我的第三方的直播框架，就可以实现个直播，这个是服务器本地的HLS协议的一个推流。当然如果我们要做一个没有延迟的比如实现各主播互动的一个直播，那么就是iOS客户端用rtmp协议的一个往nginx服务器的一个推流了。在iOS设备上进行各推流的话，是通过AVCaptureSession这么一个捕捉会话，指定两个AVCaptureDevice 也就是iOS的摄像头和麦克风，获取个原始视频和音频，然后需要进行个H.264的视频编码和AAC的音频编码，再将编码后的数据整合成一个音视频包，通过rmtp推送到nginx服务器。这里这些步骤，我们可以通过各第三方集成好的推流工具进行推流，这个工具有librtmp，和腾讯的GDLiveStreaming进行个推流。

由于时间匆忙~内容写的不是很深入，后续有时间会回来更新...