跟鹅厂老司机学技术：如何实现百万人同时参与的直播答题？

作者: a3aac2d1b674 | 来源:发表于2018-01-30 16:19 被阅读87次

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本文由腾讯视频云发布在云+社区
原文标题：腾讯云直播答题方案解析

进入2018年最火的新鲜事物无疑就是“直播答题”了，动辄上百万的奖金更是吸引了大量用户的参与。一场直播动辄几百万的奖金，每人可以分到几十元甚至百万元，越来越多的人希望用自己的智商赚点零花钱。直播答题有多火？

多个直播平台服务器多次遭到宕机。实际上，几百万人一同在线的确会带给服务器不小的压力，更何况是新上线的

App，他们或许还没有想到自己会火得这么快。

近期很多直播答题app出现了个人账号上显示奖金额数不对、在线用户无法进入游戏、技术故障导致游戏被迫临时

取消等情况。某视频平台还出现了系统将正确答案判定错误的情况，导致百万人被迫中止游戏。隔几天就来一次的

技术故障除了说明App准备不足外，也从侧面反映了这类游戏的火爆程度。为了让众多公司及开发者尽快赶上风口浪尖，腾讯云直播团队也是第一时间上线了“在线知识竞技解决方案”。

效果体验

iOS平台（ipa） iOS
Android平台(apk) Android
Obs Studio 定制版本（exe）Obs Studio

在线答题室

创建房间即可体验主持人一端的效果；进入房间即可体验观众端的效果。

iPhone 平台的 Demo 采用了企业签名方式，请先到“设置-通用-设备管理”里，添加信任证书。

Demo 仅作演示之用，用来展示腾讯云的技术能力，不代表最终产品形态，接入请仔细阅读文档。

体验方式二：Obs Studio

这种体验方式是直接使用腾讯云改造的 Obs Studio 进行推流：

我们在“工具”菜单栏里面加了一个“题目分发”按钮，可以直接将题目打入直播流中，题目可以预先编辑在 ini 文件中。
使用 iOS 或者 Android 端的演示App，选择 答题播放器 功能，就可以体验观众端题目收取的效果了。
OBS Studio 的使用方法，详见腾讯云定制版 Obs Studio 说明书。

SDK下载

下载地址

我们的优势

精准的“音题画”同步 腾讯云 SDK 和云端均支持在直播流中插入题目或 时间同步信令，可以实现声音、画面和题目弹出的完美同步。
超低的观众端延迟差 腾讯云 SDK 的 极速播放模式 所支持的延迟修正技术，可以让观众与观众之间延迟差在 1s 以内，从而让观众的答题同步性得到保证。
支持微信小程序接入 腾讯云 SDK 已经默认打包在微信版本中，并以 <live-player> 标签的形式对外提供，设置 mode 为 live 模式，并将 min-cache 和 max-cache 都设置为 1，即可实现非常低延迟的播放效果。

方案解读

方案一：题目透传方案

原理描述

消息发送（Obs）：如果你是在演播室使用 Obs 推流，可以直接使用腾讯云改造的 Obs Studio 替换现有的 Obs 软件，-我们在“工具”菜单栏里面加了一个“题目分发”按钮，可以直接将题目打入直播流中，题目可以预先编辑在 ini 文件中。
消息发送（APP）：如果想要简单使用 App 进行推流，可以使用腾讯云终端 SDK 的 TXLivePusher 的 sendMessage 方法，该方案能将一段buffer塞到RTMP流中（buffer的最大长度限制为10K）。

// iOS 示例代码 [_answerPusher sendMessage:[mesg dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding]];

//Android 示例代码 mTXLivePusher.sendMessage(questionInfo.getBytes("UTF-8"));
消息接收：利用腾讯云 SDK 的 TXLivePlayer 的 onPlayEvent（PLAY_EVT_GET_MESSAGE ： 2012）功能，可以在播放器播放到指定画面的时候，同步地将 MESSAGE 通知给您的 APP，从而将题目同步地扩散到海量的观众端。

消息接收的接入方案可以参考我们的接入文档（iOS平台 | Android平台）

方案二：NTP时间同步方案

原理描述

腾讯云会每隔 1s 在您的直播流中实时插入经过 NTP 校时的国际标准时间戳。
演播室的导播员根据主持人的出题节奏，在合适的时间控制发题，发题系统会在每次下发的题目中带上当时的国际标准时间。
SDK 在播放这种打入时间戳的视频流的时候，会定时通知您的 APP 当前 SDK 所播放的画面是在什么时间录制下来的（因为导播台到云端一般都会有一个固定的延迟，需要您提前做一个误差校调）。
您的 APP 可以根据 SDK 的时间通知（即当前画面是什么时间录制的），按需显示指定的题目即可。

总结一下：方案二跟方案一的最大区别就在于题目的扩散方式，方案二的核心思路是让题目先通过IM通道快速送达观众端APP，在观众端先缓存下来，等待播放器通知了预期的 NTP 时间戳之后，再把题目显示出来。

方案三：小程序解决方案

方案一和方案二都可以实现“音-话-题”完美同步，但是相比于这种体验上的小优化，APP的扩散能力则是更加重要的。小程序恰恰提供给了APP可以病毒式传播的能力。

腾讯云 SDK 已经默认打包在微信版本中，并以 <live-player> 标签的形式对外提供，如果：

采用 flv 播放地址
设置 mode 为 live 模式
将 min-cache 和 max-cache 都设置为 1
推流端 gop 为 1

那么就可以实现非常理想的播放延迟，并能够让各观众之间的延迟误差在1s以内，虽然无法做到“音-话-题”分毫不差（在微信打包视频云 SDK 的时候，在线答题模式还没有兴起，所以不支持在音视频流中夹带消息），但也能达到几乎可以媲美APP的体验效果。

剩下的事情，就是通过小程序的 websocket 通道，或者我们的 webim 解决方案，向小程序发题就可以了。

接入攻略（方案一）

步骤一：开通腾讯云直播服务

联系我们开通腾讯云直播服务，如果您时间比较急，可以 400 客服电话我们加急审核。

步骤二：获取推流URL

想要简单获取一个推流URL，可以参考文档：快速获得地址。
想要了解推流地址和直播间ID的关系，可以参考文档：后台自动拼装。
想要了解如果保护自己的推流地址不被盗用，可以参考文档：防盗链签名。

步骤三：获取播放URL

播放URL和推流URL是一一映射的，映射规则参考下面的图示您就能明白了：

请务必使用 FLV 格式的播放地址，RTMP在高并发场景下容易出现卡顿问题。

步骤四：配置推流端

如果您是使用APP进行推流，直接参考文档（iOS | Android）。

如果您是使用Obs推流，请注意以下几个重要设置项：

I帧间隔（GOP）

一般演播台的接入方式有两种：OBS Studio 推流或者编码盒推流，这两种推流工具均有比较成熟的设置接口。建议将 GOP（也叫关键帧间隔）设置为 1s ，这样可以让观众端的延迟差异非常小。

x264 的 gop 设置对编码效率的影响不是很大，但对延迟的影响非常大：gop越大，服务器缓存越多。由于 SDK 的延迟修正需要一个修正时间，如果 gop 太大，对于刚进入的观众会有很大的影响。

如下是Obs Studio 设置关键帧间隔的图示：

编码参数

步骤五：对接播放器

下载文档第二部分中列出的 SDK 版本。
参考接入文档（iOS | Android）完成播放器的接入。两个平台全部完成，大概需要 0.5 天的工作量。
修改默认配置 由于 SDK 的默认配置为普通直播场景，所以需要修改配置，操作方法如下：

步骤六：题目的扩散

如果是用APP发题，只需要参考TXLivePusher 的 sendMessage 调用方法即可，参考文档见（iOS | Android）。
如果是用我们的定制版 Obs Studio 发题，那么可以使用本地ini文件提前把题目编辑好，由导播员在合适的时间将题目扩散出去。

可靠性评估
有些客户可能会担心：音视频通道本身不太稳定，那么万一卡了或者视频数据丢了，会不会导致观众端看不到题目。

首先，直播的音视频数据丢帧是确定的按照gop为单位来丢帧的，如果gop=1，那么每次会丢1s的音视频数据
其次，以腾讯云目前的节点部署情况来看，视频卡顿90%以上都以由于观众端网速不足引起的，这种情况下其他的网络通讯也不会很流畅。

所以，解决这个问题的办法就是每秒钟（gop设置为1s的前提条件下）发送一次题目消息，相同的题号在观众端剔重，这样就可以避免偶尔的音视频卡顿对题目到达可靠性的影响。

步骤七：接收题目消息

在我们的推流 APP Demo 以及定制版本的 Obs Studio 中，我们以 json 格式将题目组织成一段buffer，并将其夹在音视频流中送出去。

获取到这个buffer以后，您就可以将其解析出来，并完成对应的 UI 展示。如果你需要调整json格式以支持更多的定制型，请修改源码或者联系我们。

TXLivePlayConfig 中的 enableMessage 开关置为 YES。
TXLivePlayer 通过 TXLivePlayListener 监听消息，消息编号：PLAY_EVT_GET_MESSAGE （2012）

步骤八：开发答题系统

由于腾讯云 PAAS 的定位，所以对于跟客户业务绑定比较紧密的答题和支付系统，我们就不涉及了，需要您来参与开发。

这里普遍采用的方案是：将客户的答案以 HTTP(S) 请求方式汇总到答题服务器上，只是实现过程需要注意解决瞬间高并发的请求压力。

有客户可能会问，IM系统是否适合用来答题，这里目前看是不适合的，因为 IM 系统的主要能力在于消息扩散，而答题的主要目标是信息的收拢。

步骤九：答题结果显示

一般题目出来一段时间以后，就会进入闭题状态。这时，答题系统会将结果进行统计汇总，并将汇总结果下发给观众。

如果是用我们的定制版 Obs Studio 扩散结果，搭一个简单的服务器，并提供一个 http 接口，然后按照我们约定的 json 格式跟 Obs 进行题目、答案以及人数的通讯。从而实现题目和答案的分发。

这部分协议由于文档篇幅限制，暂时不放在文档中详细列出，有需要的话请 400 电话联系我们。