隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，移動(dòng)端播放視頻的需求如日中天，由此也催生了一批開源/閉源的播放器，但是無(wú)論這個(gè)播放器功能是否強(qiáng)大、兼容性是否優(yōu)秀，它的基本模塊通常都是由以下部分組成：事務(wù)處理、數(shù)據(jù)的接收和解復(fù)用、音視頻解碼以及渲染，其基本框架如下圖所示：

播放器基本框圖.png

針對(duì)各種鋪天蓋地的播放器項(xiàng)目，我們選取了比較出眾的ijkplayer進(jìn)行源碼剖析。它是一個(gè)基于FFPlay的輕量級(jí)Android/iOS視頻播放器，實(shí)現(xiàn)了跨平臺(tái)的功能，API易于集成；編譯配置可裁剪，方便控制安裝包大小。

本文基于k0.7.6版本的ijkplayer，重點(diǎn)分析其C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)的核心代碼，涉及到不同平臺(tái)下的封裝接口或處理方式時(shí)，均以iOS平臺(tái)為例，Android平臺(tái)大同小異，請(qǐng)大家自行查閱研究。

一、總體說(shuō)明

打開ijkplayer，可看到其主要目錄結(jié)構(gòu)如下:

tool - 初始化項(xiàng)目工程腳本

config - 編譯ffmpeg使用的配置文件

extra - 存放編譯ijkplayer所需的依賴源文件, 如ffmpeg、openssl等

ijkmedia - 核心代碼

ijkplayer - 播放器數(shù)據(jù)下載及解碼相關(guān)

ijksdl - 音視頻數(shù)據(jù)渲染相關(guān)

ios - iOS平臺(tái)上的上層接口封裝以及平臺(tái)相關(guān)方法

android - android平臺(tái)上的上層接口封裝以及平臺(tái)相關(guān)方法

在功能的具體實(shí)現(xiàn)上，iOS和Android平臺(tái)的差異主要表現(xiàn)在視頻硬件解碼以及音視頻渲染方面，兩者實(shí)現(xiàn)的載體區(qū)別如下表所示：

二、初始化流程

初始化完成的主要工作就是創(chuàng)建播放器對(duì)象，打開ijkplayer/ios/IJKMediaDemo/IJKMediaDemo.xcodeproj工程，可看到IJKMoviePlayerViewController類中viewDidLoad方法中創(chuàng)建了IJKFFMoviePlayerController對(duì)象，即iOS平臺(tái)上的播放器對(duì)象。

- (void)viewDidLoad
{
    ......
    self.player = [[IJKFFMoviePlayerController alloc] initWithContentURL:self.url withOptions:options];
    ......
}

查看ijkplayer/ios/IJKMediaPlayer/IJKMediaPlayer/IJKFFMoviePlayerController.m文件，其初始化方法具體實(shí)現(xiàn)如下：

- (id)initWithContentURL:(NSURL *)aUrl
             withOptions:(IJKFFOptions *)options
{
    if (aUrl == nil)
        return nil;

    // Detect if URL is file path and return proper string for it
    NSString *aUrlString = [aUrl isFileURL] ? [aUrl path] : [aUrl absoluteString];

    return [self initWithContentURLString:aUrlString
                              withOptions:options];
}

- (id)initWithContentURLString:(NSString *)aUrlString
                   withOptions:(IJKFFOptions *)options
{
    if (aUrlString == nil)
        return nil;

    self = [super init];
    if (self) {
        ......
        // init player
        _mediaPlayer = ijkmp_ios_create(media_player_msg_loop);
        ......
    }
    return self;
}

可發(fā)現(xiàn)在此創(chuàng)建了IjkMediaPlayer結(jié)構(gòu)體實(shí)例_mediaPlayer：

IjkMediaPlayer *ijkmp_ios_create(int (*msg_loop)(void*))
{
    IjkMediaPlayer *mp = ijkmp_create(msg_loop);
    if (!mp)
        goto fail;

    mp->ffplayer->vout = SDL_VoutIos_CreateForGLES2();
    if (!mp->ffplayer->vout)
        goto fail;

    mp->ffplayer->pipeline = ffpipeline_create_from_ios(mp->ffplayer);
    if (!mp->ffplayer->pipeline)
        goto fail;

    return mp;

fail:
    ijkmp_dec_ref_p(&mp);
    return NULL;
}

在該方法中主要完成了三個(gè)動(dòng)作：

1. 創(chuàng)建IJKMediaPlayer對(duì)象

   IjkMediaPlayer *ijkmp_create(int (*msg_loop)(void*))
   {
       IjkMediaPlayer *mp = (IjkMediaPlayer *) mallocz(sizeof(IjkMediaPlayer));
       ......
       mp->ffplayer = ffp_create();
       ......
       mp->msg_loop = msg_loop;
       ......
       return mp;
   }
   

   通過(guò)ffp_create方法創(chuàng)建了FFPlayer對(duì)象，并設(shè)置消息處理函數(shù)。

2. 創(chuàng)建圖像渲染對(duì)象SDL_Vout

   SDL_Vout *SDL_VoutIos_CreateForGLES2()
   {
       SDL_Vout *vout = SDL_Vout_CreateInternal(sizeof(SDL_Vout_Opaque));
       if (!vout)
           return NULL;
   
       SDL_Vout_Opaque *opaque = vout->opaque;
       opaque->gl_view = nil;
       vout->create_overlay = vout_create_overlay;
       vout->free_l = vout_free_l;
       vout->display_overlay = vout_display_overlay;
   
       return vout;
   }
   

3. 創(chuàng)建平臺(tái)相關(guān)的IJKFF_Pipeline對(duì)象，包括視頻解碼以及音頻輸出部分

   IJKFF_Pipeline *ffpipeline_create_from_ios(FFPlayer *ffp)
   {
       IJKFF_Pipeline *pipeline = ffpipeline_alloc(&g_pipeline_class, sizeof(IJKFF_Pipeline_Opaque));
       if (!pipeline)
           return pipeline;
   
       IJKFF_Pipeline_Opaque *opaque     = pipeline->opaque;
       opaque->ffp                       = ffp;
       pipeline->func_destroy            = func_destroy;
       pipeline->func_open_video_decoder = func_open_video_decoder;
       pipeline->func_open_audio_output  = func_open_audio_output;
   
       return pipeline;
   }
   

至此已經(jīng)完成了ijkplayer播放器初始化的相關(guān)流程，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是創(chuàng)建播放器對(duì)象，完成音視頻解碼、渲染的準(zhǔn)備工作。在下一章節(jié)中，會(huì)重點(diǎn)介紹播放的核心代碼。

三、核心代碼剖析

ijkplayer實(shí)際上是基于ffplay.c實(shí)現(xiàn)的，本章節(jié)將以該文件為主線，從數(shù)據(jù)接收、音視頻解碼、音視頻渲染及同步這三大方面進(jìn)行講解，要求讀者有基本的ffmpeg知識(shí)。

ffplay.c中主要的代碼調(diào)用流程如下圖所示：

ffplay代碼調(diào)用流程圖.png

當(dāng)外部調(diào)用prepareToPlay啟動(dòng)播放后，ijkplayer內(nèi)部最終會(huì)調(diào)用到ffplay.c中的

int ffp_prepare_async_l(FFPlayer *ffp, const char *file_name)

方法，該方法是啟動(dòng)播放器的入口函數(shù)，在此會(huì)設(shè)置player選項(xiàng)，打開audio output，最重要的是調(diào)用stream_open方法。

static VideoState *stream_open(FFPlayer *ffp, const char *filename, AVInputFormat *iformat)
{  
    ......           
    /* start video display */
    if (frame_queue_init(&is->pictq, &is->videoq, ffp->pictq_size, 1) < 0)
        goto fail;
    if (frame_queue_init(&is->sampq, &is->audioq, SAMPLE_QUEUE_SIZE, 1) < 0)
        goto fail;

    if (packet_queue_init(&is->videoq) < 0 ||
        packet_queue_init(&is->audioq) < 0 )
        goto fail;

    ......
    
    is->video_refresh_tid = SDL_CreateThreadEx(&is->_video_refresh_tid, video_refresh_thread, ffp, "ff_vout");
    
    ......
    
    is->read_tid = SDL_CreateThreadEx(&is->_read_tid, read_thread, ffp, "ff_read");
    
    ......
}

從代碼中可以看出，stream_open主要做了以下幾件事情:

• 創(chuàng)建存放video/audio解碼前數(shù)據(jù)的videoq/audioq
• 創(chuàng)建存放video/audio解碼后數(shù)據(jù)的pictq/sampq
• 創(chuàng)建讀數(shù)據(jù)線程read_thread
• 創(chuàng)建視頻渲染線程video_refresh_thread

說(shuō)明：subtitle是與video、audio平行的一個(gè)stream，ffplay中也支持對(duì)它的處理，即創(chuàng)建存放解碼前后數(shù)據(jù)的兩個(gè)queue，并且當(dāng)文件中存在subtitle時(shí)，還會(huì)啟動(dòng)subtitle的解碼線程，由于篇幅有限，本文暫時(shí)忽略對(duì)它的相關(guān)介紹。

3.1 數(shù)據(jù)讀取

數(shù)據(jù)讀取的整個(gè)過(guò)程都是由ffmpeg內(nèi)部完成的，接收到網(wǎng)絡(luò)過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)后，ffmpeg根據(jù)其封裝格式，完成了解復(fù)用的動(dòng)作，我們得到的，是音視頻分離開的解碼前的數(shù)據(jù)，步驟如下：

1. 創(chuàng)建上下文結(jié)構(gòu)體，這個(gè)結(jié)構(gòu)體是最上層的結(jié)構(gòu)體，表示輸入上下文

   ic = avformat_alloc_context();
   

2. 設(shè)置中斷函數(shù)，如果出錯(cuò)或者退出，就可以立刻退出

   ic->interrupt_callback.callback = decode_interrupt_cb;
   ic->interrupt_callback.opaque = is;
   

3. 打開文件，主要是探測(cè)協(xié)議類型，如果是網(wǎng)絡(luò)文件則創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)鏈接等

   err = avformat_open_input(&ic, is->filename, is->iformat, &ffp->format_opts);
   

4. 探測(cè)媒體類型，可得到當(dāng)前文件的封裝格式，音視頻編碼參數(shù)等信息

   err = avformat_find_stream_info(ic, opts);
   

5. 打開視頻、音頻解碼器。在此會(huì)打開相應(yīng)解碼器，并創(chuàng)建相應(yīng)的解碼線程。

   stream_component_open(ffp, st_index[AVMEDIA_TYPE_AUDIO]);
   

6. 讀取媒體數(shù)據(jù)，得到的是音視頻分離的解碼前數(shù)據(jù)

   ret = av_read_frame(ic, pkt);
   

7. 將音視頻數(shù)據(jù)分別送入相應(yīng)的queue中

   if (pkt->stream_index == is->audio_stream && pkt_in_play_range) {
       packet_queue_put(&is->audioq, pkt);
   } else if (pkt->stream_index == is->video_stream && pkt_in_play_range && !(is->video_st && (is->video_st->disposition & AV_DISPOSITION_ATTACHED_PIC))) {
       packet_queue_put(&is->videoq, pkt);
       ......
   } else {
       av_packet_unref(pkt);
   }   
   

重復(fù)6、7步，即可不斷獲取待播放的數(shù)據(jù)。

3.2 音視頻解碼

ijkplayer在視頻解碼上支持軟解和硬解兩種方式，可在起播前配置優(yōu)先使用的解碼方式，播放過(guò)程中不可切換。iOS平臺(tái)上硬解使用VideoToolbox，Android平臺(tái)上使用MediaCodec。ijkplayer中的音頻解碼只支持軟解，暫不支持硬解。

3.2.1 視頻解碼方式選擇

在打開解碼器的方法中：

static int stream_component_open(FFPlayer *ffp, int stream_index)
{
    ......
    codec = avcodec_find_decoder(avctx->codec_id);
    ......
    if ((ret = avcodec_open2(avctx, codec, &opts)) < 0) {
        goto fail;
    }
    ......  
    case AVMEDIA_TYPE_VIDEO:
        ......
        decoder_init(&is->viddec, avctx, &is->videoq, is->continue_read_thread);
        ffp->node_vdec = ffpipeline_open_video_decoder(ffp->pipeline, ffp);
        if (!ffp->node_vdec)
            goto fail;
        if ((ret = decoder_start(&is->viddec, video_thread, ffp, "ff_video_dec")) < 0)
            goto out;       
    ......
}

首先會(huì)打開ffmpeg的解碼器，然后通過(guò)ffpipeline_open_video_decoder創(chuàng)建IJKFF_Pipenode。

第二章節(jié)中有介紹，在創(chuàng)建IJKMediaPlayer對(duì)象時(shí)，通過(guò)ffpipeline_create_from_ios創(chuàng)建了pipeline，則

IJKFF_Pipenode* ffpipeline_open_video_decoder(IJKFF_Pipeline *pipeline, FFPlayer *ffp)
{
    return pipeline->func_open_video_decoder(pipeline, ffp);
}

func_open_video_decoder函數(shù)指針最后指向的是ffpipeline_ios.c中的func_open_video_decoder，其定義如下：

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)
          ALOGE("vtb fail!!! switch to ffmpeg decode!!!! \n");
     }
     if (node == NULL) {
        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;
}

如果配置了ffp->videotoolbox，會(huì)優(yōu)先去嘗試打開硬件解碼器，

node = ffpipenode_create_video_decoder_from_ios_videotoolbox(ffp);

如果硬件解碼器打開失敗，則會(huì)自動(dòng)切換至軟解

node = ffpipenode_create_video_decoder_from_ffplay(ffp);

ffp->videotoolbox需要在起播前通過(guò)如下方法配置：

ijkmp_set_option_int(_mediaPlayer, IJKMP_OPT_CATEGORY_PLAYER,   "videotoolbox", 1);

3.2.2 音視頻解碼

video的解碼線程為video_thread，audio的解碼線程為audio_thread。

不管視頻解碼還是音頻解碼，其基本流程都是從解碼前的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中取出一幀數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，完成后放入相應(yīng)的解碼后的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，如下圖所示：

音視頻解碼示意圖.png

本文以video的軟解流程為例進(jìn)行分析，audio的流程可對(duì)照研究。

視頻解碼線程

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;
}

ffpipenode_run_sync中調(diào)用的是IJKFF_Pipenode對(duì)象中的func_run_sync

int ffpipenode_run_sync(IJKFF_Pipenode *node)
{
    return node->func_run_sync(node);
}

func_run_sync取決于播放前配置的軟硬解，假設(shè)為軟解，則調(diào)用

static int ffplay_video_thread(void *arg)
{
    FFPlayer *ffp = arg;
    
    ......

    for (;;) {
        ret = get_video_frame(ffp, frame);
        ......
        ret = queue_picture(ffp, frame, pts, duration, av_frame_get_pkt_pos(frame), is->viddec.pkt_serial);
    }
    return 0;
}

get_video_frame中調(diào)用了decoder_decode_frame，其定義如下：

static int decoder_decode_frame(FFPlayer *ffp, Decoder *d, AVFrame *frame, AVSubtitle *sub) {
    int got_frame = 0;

    do {
        int ret = -1;
        ......
        if (!d->packet_pending || d->queue->serial != d->pkt_serial){
            AVPacket pkt;
            do {
                ......
                if (packet_queue_get_or_buffering(ffp, d->queue, &pkt, &d->pkt_serial, &d->finished) < 0)
                    return -1;
                ......
            } while (pkt.data == flush_pkt.data || d->queue->serial != d->pkt_serial);
            ......
        }

        switch (d->avctx->codec_type) {
            case AVMEDIA_TYPE_VIDEO: {
                ret = avcodec_decode_video2(d->avctx, frame, &got_frame, &d->pkt_temp);
                ......
               }
                break;
        }
        ......
    } while (!got_frame && !d->finished);

    return got_frame;
}

該方法中從解碼前的video queue中取出一幀數(shù)據(jù)，送入decoder進(jìn)行解碼，解碼后的數(shù)據(jù)在ffplay_video_thread中送入pictq。

3.3 音視頻渲染及同步

3.3.1 音頻輸出

ijkplayer中Android平臺(tái)使用OpenSL ES或AudioTrack輸出音頻，iOS平臺(tái)使用AudioQueue輸出音頻。

audio output節(jié)點(diǎn)，在ffp_prepare_async_l方法中被創(chuàng)建：

ffp->aout = ffpipeline_open_audio_output(ffp->pipeline, ffp);

ffpipeline_open_audio_output方法實(shí)際上調(diào)用的是IJKFF_Pipeline對(duì)象的函數(shù)指針func_open_audio_utput，該函數(shù)指針在初始化中的ijkmp_ios_create方法中被賦值，最后指向的是func_open_audio_output

static SDL_Aout *func_open_audio_output(IJKFF_Pipeline *pipeline, FFPlayer *ffp)
{
    return SDL_AoutIos_CreateForAudioUnit();
}

SDL_AoutIos_CreateForAudioUnit定義如下，主要完成的是創(chuàng)建SDL_Aout對(duì)象

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;
    aout->func_set_playback_volume = aout_set_playback_volume;
    aout->func_get_latency_seconds = auout_get_latency_seconds;
    aout->func_get_audio_persecond_callbacks = aout_get_persecond_callbacks;
    return aout;
}

回到ffplay.c中，如果發(fā)現(xiàn)待播放的文件中含有音頻，那么在調(diào)用stream_component_open打開解碼器時(shí)，該方法里面也調(diào)用audio_open打開了audio output設(shè)備。

static int audio_open(FFPlayer *opaque, int64_t wanted_channel_layout, int wanted_nb_channels, int wanted_sample_rate, struct AudioParams *audio_hw_params)
{
    FFPlayer *ffp = opaque;
    VideoState *is = ffp->is;
    SDL_AudioSpec wanted_spec, spec;
    ......
    wanted_nb_channels = av_get_channel_layout_nb_channels(wanted_channel_layout);
    wanted_spec.channels = wanted_nb_channels;
    wanted_spec.freq = wanted_sample_rate;
    wanted_spec.format = AUDIO_S16SYS;
    wanted_spec.silence = 0;
    wanted_spec.samples = FFMAX(SDL_AUDIO_MIN_BUFFER_SIZE, 2 << av_log2(wanted_spec.freq / SDL_AoutGetAudioPerSecondCallBacks(ffp->aout)));
    wanted_spec.callback = sdl_audio_callback;
    wanted_spec.userdata = opaque;
    while (SDL_AoutOpenAudio(ffp->aout, &wanted_spec, &spec) < 0) {
        .....
    }
    ......
    return spec.size;
}

在audio_open中配置了音頻輸出的相關(guān)參數(shù)SDL_AudioSpec，并通過(guò)

int SDL_AoutOpenAudio(SDL_Aout *aout, const SDL_AudioSpec *desired, SDL_AudioSpec *obtained)
{
    if (aout && desired && aout->open_audio)
        return aout->open_audio(aout, desired, obtained);

    return -1;
}

設(shè)置給了Audio Output, iOS平臺(tái)上即為AudioQueue。

AudioQueue模塊在工作過(guò)程中，通過(guò)不斷的callback來(lái)獲取pcm數(shù)據(jù)進(jìn)行播放。

有關(guān)AudioQueue的具體內(nèi)容此處不再介紹。

3.3.2 視頻渲染

iOS平臺(tái)上采用OpenGL渲染解碼后的YUV圖像，渲染線程為video_refresh_thread，最后渲染圖像的方法為video_image_display2，定義如下：

static void video_image_display2(FFPlayer *ffp)
{
    VideoState *is = ffp->is;
    Frame *vp;
    Frame *sp = NULL;

    vp = frame_queue_peek_last(&is->pictq);
    ......
    
    SDL_VoutDisplayYUVOverlay(ffp->vout, vp->bmp);
    ......
}

從代碼實(shí)現(xiàn)上可以看出，該線程的主要工作為：

1. 調(diào)用frame_queue_peek_last從pictq中讀取當(dāng)前需要顯示視頻幀

2. 調(diào)用SDL_VoutDisplayYUVOverlay進(jìn)行繪制

   int SDL_VoutDisplayYUVOverlay(SDL_Vout *vout, SDL_VoutOverlay   *overlay)
   {
       if (vout && overlay && vout->display_overlay)
           return vout->display_overlay(vout, overlay);
   
       return -1;
   }
   

   display_overlay函數(shù)指針在前面初始化流程有介紹過(guò)，它在

   SDL_Vout *SDL_VoutIos_CreateForGLES2()
   

   方法中被賦值為vout_display_overlay，該方法就是調(diào)用OpengGL繪制圖像。

3.4.3 音視頻同步

對(duì)于播放器來(lái)說(shuō)，音視頻同步是一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，同時(shí)也是一個(gè)難點(diǎn)，同步效果的好壞，直接決定著播放器的質(zhì)量。通常音視頻同步的解決方案就是選擇一個(gè)參考時(shí)鐘，播放時(shí)讀取音視頻幀上的時(shí)間戳，同時(shí)參考當(dāng)前時(shí)鐘參考時(shí)鐘上的時(shí)間來(lái)安排播放。如下圖所示：

音視頻同步示意圖.png

如果音視頻幀的播放時(shí)間大于當(dāng)前參考時(shí)鐘上的時(shí)間，則不急于播放該幀，直到參考時(shí)鐘達(dá)到該幀的時(shí)間戳；如果音視頻幀的時(shí)間戳小于當(dāng)前參考時(shí)鐘上的時(shí)間，則需要“盡快”播放該幀或丟棄，以便播放進(jìn)度追上參考時(shí)鐘。

參考時(shí)鐘的選擇也有多種方式：

• 選取視頻時(shí)間戳作為參考時(shí)鐘源
• 選取音頻時(shí)間戳作為參考時(shí)鐘源
• 選取外部時(shí)間作為參考時(shí)鐘源

考慮人對(duì)視頻、和音頻的敏感度，在存在音頻的情況下，優(yōu)先選擇音頻作為主時(shí)鐘源。

ijkplayer在默認(rèn)情況下也是使用音頻作為參考時(shí)鐘源，處理同步的過(guò)程主要在視頻渲染video_refresh_thread的線程中：

static int video_refresh_thread(void *arg)
{
    FFPlayer *ffp = arg;
    VideoState *is = ffp->is;
    double remaining_time = 0.0;
    while (!is->abort_request) {
        if (remaining_time > 0.0)
            av_usleep((int)(int64_t)(remaining_time * 1000000.0));
        remaining_time = REFRESH_RATE;
        if (is->show_mode != SHOW_MODE_NONE && (!is->paused || is->force_refresh))
            video_refresh(ffp, &remaining_time);
    }

    return 0;
}

從上述實(shí)現(xiàn)可以看出，該方法中主要循環(huán)做兩件事情：

1. 休眠等待，remaining_time的計(jì)算在video_refresh中
2. 調(diào)用video_refresh方法，刷新視頻幀

可見同步的重點(diǎn)是在video_refresh中，下面著重分析該方法：

   lastvp = frame_queue_peek_last(&is->pictq);
   vp = frame_queue_peek(&is->pictq);
    ......
   /* compute nominal last_duration */
   last_duration = vp_duration(is, lastvp, vp);
   delay = compute_target_delay(ffp, last_duration, is);

lastvp是上一幀，vp是當(dāng)前幀，last_duration則是根據(jù)當(dāng)前幀和上一幀的pts，計(jì)算出來(lái)上一幀的顯示時(shí)間，經(jīng)過(guò)compute_target_delay方法，計(jì)算出顯示當(dāng)前幀需要等待的時(shí)間。

static double compute_target_delay(FFPlayer *ffp, double delay, VideoState *is)
{
    double sync_threshold, diff = 0;

    /* update delay to follow master synchronisation source */
    if (get_master_sync_type(is) != AV_SYNC_VIDEO_MASTER) {
        /* if video is slave, we try to correct big delays by
           duplicating or deleting a frame */
        diff = get_clock(&is->vidclk) - get_master_clock(is);

        /* skip or repeat frame. We take into account the
           delay to compute the threshold. I still don't know
           if it is the best guess */
        sync_threshold = FFMAX(AV_SYNC_THRESHOLD_MIN, FFMIN(AV_SYNC_THRESHOLD_MAX, delay));
        /* -- by bbcallen: replace is->max_frame_duration with AV_NOSYNC_THRESHOLD */
        if (!isnan(diff) && fabs(diff) < AV_NOSYNC_THRESHOLD) {
            if (diff <= -sync_threshold)
                delay = FFMAX(0, delay + diff);
            else if (diff >= sync_threshold && delay > AV_SYNC_FRAMEDUP_THRESHOLD)
                delay = delay + diff;
            else if (diff >= sync_threshold)
                delay = 2 * delay;
        }
    }

    .....

    return delay;
}

在compute_target_delay方法中，如果發(fā)現(xiàn)當(dāng)前主時(shí)鐘源不是video，則計(jì)算當(dāng)前視頻時(shí)鐘與主時(shí)鐘的差值：

• 如果當(dāng)前視頻幀落后于主時(shí)鐘源，則需要減小下一幀畫面的等待時(shí)間；
• 如果視頻幀超前，并且該幀的顯示時(shí)間大于顯示更新門檻，則顯示下一幀的時(shí)間為超前的時(shí)間差加上上一幀的顯示時(shí)間
• 如果視頻幀超前，并且上一幀的顯示時(shí)間小于顯示更新門檻，則采取加倍延時(shí)的策略。

回到video_refresh中

  time= av_gettime_relative()/1000000.0;
  if (isnan(is->frame_timer) || time < is->frame_timer)
     is->frame_timer = time;
  if (time < is->frame_timer + delay) {
     *remaining_time = FFMIN(is->frame_timer + delay - time, *remaining_time);
     goto display;
  }

frame_timer實(shí)際上就是上一幀的播放時(shí)間，而frame_timer + delay實(shí)際上就是當(dāng)前這一幀的播放時(shí)間，如果系統(tǒng)時(shí)間還沒有到當(dāng)前這一幀的播放時(shí)間，直接跳轉(zhuǎn)至display，而此時(shí)is->force_refresh變量為0，不顯示當(dāng)前幀，進(jìn)入video_refresh_thread中下一次循環(huán)，并睡眠等待。

  is->frame_timer += delay;
  if (delay > 0 && time - is->frame_timer > AV_SYNC_THRESHOLD_MAX)
      is->frame_timer = time;

  SDL_LockMutex(is->pictq.mutex);
  if (!isnan(vp->pts))
         update_video_pts(is, vp->pts, vp->pos, vp->serial);
  SDL_UnlockMutex(is->pictq.mutex);

  if (frame_queue_nb_remaining(&is->pictq) > 1) {
       Frame *nextvp = frame_queue_peek_next(&is->pictq);
       duration = vp_duration(is, vp, nextvp);
       if(!is->step && (ffp->framedrop > 0 || (ffp->framedrop && get_master_sync_type(is) != AV_SYNC_VIDEO_MASTER)) && time > is->frame_timer + duration) {
           frame_queue_next(&is->pictq);
           goto retry;
       }
  }

如果當(dāng)前這一幀的播放時(shí)間已經(jīng)過(guò)了，并且其和當(dāng)前系統(tǒng)時(shí)間的差值超過(guò)了AV_SYNC_THRESHOLD_MAX，則將當(dāng)前這一幀的播放時(shí)間改為系統(tǒng)時(shí)間，并在后續(xù)判斷是否需要丟幀，其目的是為后面幀的播放時(shí)間重新調(diào)整frame_timer，如果緩沖區(qū)中有更多的數(shù)據(jù)，并且當(dāng)前的時(shí)間已經(jīng)大于當(dāng)前幀的持續(xù)顯示時(shí)間，則丟棄當(dāng)前幀，嘗試顯示下一幀。

{
   frame_queue_next(&is->pictq);
   is->force_refresh = 1;

   SDL_LockMutex(ffp->is->play_mutex);
   
    ......
    
display:
    /* display picture */
    if (!ffp->display_disable && is->force_refresh && is->show_mode == SHOW_MODE_VIDEO && is->pictq.rindex_shown)
        video_display2(ffp);

否則進(jìn)入正常顯示當(dāng)前幀的流程，調(diào)用video_display2開始渲染。

四、事件處理

在播放過(guò)程中，某些行為的完成或者變化，如prepare完成，開始渲染等，需要以事件形式通知到外部，以便上層作出具體的業(yè)務(wù)處理。

ijkplayer支持的事件比較多，具體定義在ijkplayer/ijkmedia/ijkplayer/ff_ffmsg.h中：

#define FFP_MSG_FLUSH                       0
#define FFP_MSG_ERROR                       100     /* arg1 = error */
#define FFP_MSG_PREPARED                    200
#define FFP_MSG_COMPLETED                   300
#define FFP_MSG_VIDEO_SIZE_CHANGED          400     /* arg1 = width, arg2 = height */
#define FFP_MSG_SAR_CHANGED                 401     /* arg1 = sar.num, arg2 = sar.den */
#define FFP_MSG_VIDEO_RENDERING_START       402
#define FFP_MSG_AUDIO_RENDERING_START       403
#define FFP_MSG_VIDEO_ROTATION_CHANGED      404     /* arg1 = degree */
#define FFP_MSG_BUFFERING_START             500
#define FFP_MSG_BUFFERING_END               501
#define FFP_MSG_BUFFERING_UPDATE            502     /* arg1 = buffering head position in time, arg2 = minimum percent in time or bytes */
#define FFP_MSG_BUFFERING_BYTES_UPDATE      503     /* arg1 = cached data in bytes,            arg2 = high water mark */
#define FFP_MSG_BUFFERING_TIME_UPDATE       504     /* arg1 = cached duration in milliseconds, arg2 = high water mark */
#define FFP_MSG_SEEK_COMPLETE               600     /* arg1 = seek position,                   arg2 = error */
#define FFP_MSG_PLAYBACK_STATE_CHANGED      700
#define FFP_MSG_TIMED_TEXT                  800
#define FFP_MSG_VIDEO_DECODER_OPEN          10001

4.1 消息上報(bào)初始化

在IJKFFMoviePlayerController的初始化方法中:

- (id)initWithContentURLString:(NSString *)aUrlString
                   withOptions:(IJKFFOptions *)options
{
    ......  
    // init player
    _mediaPlayer = ijkmp_ios_create(media_player_msg_loop);   
    ......          
}

可以看到在創(chuàng)建播放器時(shí)，media_player_msg_loop函數(shù)地址作為參數(shù)傳入了ijkmp_ios_create，繼續(xù)跟蹤代碼，可以發(fā)現(xiàn)，該函數(shù)地址最終被賦值給了IjkMediaPlayer中的msg_loop函數(shù)指針

IjkMediaPlayer *ijkmp_create(int (*msg_loop)(void*))
{
    ......
    mp->msg_loop = msg_loop;
    ......
}

開始播放時(shí)，會(huì)啟動(dòng)一個(gè)消息線程，

static int ijkmp_prepare_async_l(IjkMediaPlayer *mp)
{
    ......
    mp->msg_thread = SDL_CreateThreadEx(&mp->_msg_thread, ijkmp_msg_loop, mp, "ff_msg_loop");
    ......
}

ijkmp_msg_loop方法中調(diào)用的即是mp->msg_loop。

至此已經(jīng)完成了播放消息發(fā)送的準(zhǔn)備工作。

4.2 消息上報(bào)處理

播放器底層上報(bào)事件時(shí)，實(shí)際上就是將待發(fā)送的消息放入消息隊(duì)列，另外有一個(gè)線程會(huì)不斷從隊(duì)列中取出消息，上報(bào)給外部，其代碼流程大致如下圖所示：

消息上報(bào)代碼調(diào)用流程圖.png

我們以prepare完成事件為例，看看代碼中事件上報(bào)的具體流程。

ffplay.c中上報(bào)PREPARED完成時(shí)調(diào)用：

ffp_notify_msg1(ffp, FFP_MSG_PREPARED);

ffp_notify_msg1方法實(shí)現(xiàn)如下：

inline static void ffp_notify_msg1(FFPlayer *ffp, int what) {
    msg_queue_put_simple3(&ffp->msg_queue, what, 0, 0);
}

msg_queue_put_simple3中將事件及其參數(shù)封裝成了AVMessge對(duì)象，

inline static void msg_queue_put_simple3(MessageQueue *q, int what, int arg1, int arg2)
{
    AVMessage msg;
    msg_init_msg(&msg);
    msg.what = what;
    msg.arg1 = arg1;
    msg.arg2 = arg2;
    msg_queue_put(q, &msg);
}

繼續(xù)跟蹤代碼，可以發(fā)現(xiàn)最后在

inline static int msg_queue_put_private(MessageQueue *q, AVMessage *msg)

方法中，消息對(duì)象被放在了消息隊(duì)列里。但是哪里讀取的隊(duì)列里的消息呢？在4.1節(jié)中，我們有提到在創(chuàng)建播放器時(shí)，會(huì)傳入media_player_msg_loop函數(shù)地址，最后作為一個(gè)單獨(dú)的線程運(yùn)行，現(xiàn)在來(lái)看一下media_player_msg_loop方法的實(shí)現(xiàn)：

int media_player_msg_loop(void* arg)
{
    @autoreleasepool {
        IjkMediaPlayer *mp = (IjkMediaPlayer*)arg;
        __weak IJKFFMoviePlayerController *ffpController = ffplayerRetain(ijkmp_set_weak_thiz(mp, NULL));
        while (ffpController) {
            @autoreleasepool {
                IJKFFMoviePlayerMessage *msg = [ffpController obtainMessage];
                if (!msg)
                    break;

                int retval = ijkmp_get_msg(mp, &msg->_msg, 1);
                if (retval < 0)
                    break;

                // block-get should never return 0
                assert(retval > 0);
                [ffpController performSelectorOnMainThread:@selector(postEvent:) withObject:msg waitUntilDone:NO];
            }
        }

        // retained in prepare_async, before SDL_CreateThreadEx
        ijkmp_dec_ref_p(&mp);
        return 0;
    }
}

由此可以看出，最后是在該方法中讀取消息，并采用notification通知到APP上層。

五、結(jié)束語(yǔ)

本文只是粗略的分析了ijkplayer的關(guān)鍵代碼部分，平臺(tái)相關(guān)的解碼、渲染以及用戶事務(wù)處理部分，都沒有具體分析到，大家可以參考代碼自行分析，也歡迎加QQ群討論。

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作者金山視頻云，首發(fā)簡(jiǎn)書 Jianshu.com

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