VLC内核

雨点打透心脏的1/2处 2023-02-21 04:49 31阅读 0赞

大自然的搬运工，所有内容来自VLC官网黑客手册。[官网本文内容链路接][Link 1]

## libVLCcore简介 ##

VLC媒体播放器的核心是libVLCcore。它管理VLC中的线程、模块（编解码器、解复用器等）、模块层、时钟、播放列表和所有低级控制。例如，它负责所有音频、视频和字幕轨迹之间的同步管理。在libVLC core之上，还有libVLC允许外部应用程序构建器访问核心的所有特性。模块与libvlccore链接，以与核心交互。模块是根据libvlccore构建的。外部应用程序是根据libVLC构建的。

## VLC流水线与模块化 ##

VLC的主要概念之一是“模块化”。  
实际上，VLC是一个完整的多媒体框架（如DirectShow或GStreamer），您可以根据需要动态加载和插入许多模块。  
核心框架用于完成从输入（文件、网络流）到输出（音频或视频、屏幕或网络）的“布线”和媒体处理。它使用模块来完成每个阶段的大部分工作（各种muxer、demuxer、解码器、滤波器和输出）。  
甚至接口也是libVLC的插件。

### VLC模块 ###

因此，VLC在管道的每个阶段都使用模块来完成大部分工作。根据需要，在运行时相应地加载模块。每个模块都提供不同的特性，这些特性最适合特定的用例或特定的环境。此外，VLC的可移植性主要来自于编写特定于平台的音频输出/视频输出/接口模块。插件模块由src/modules/modules.c中的函数动态加载和卸载。模块也可以直接构建到使用libVLC的应用程序中，例如，当VLC位于不支持动态可加载代码的操作系统上时。它们被称为内置的。  
在源代码中，模块通常位于modules/子目录中。

## 线程管理 ##

VLC是多线程的。  
单线程方法会引入太多的复杂性，因为解码器的可抢占性和调度将是一个主谋（例如，解码器和输出必须分开，否则无法保证帧将在准确的呈现时间播放）。  
也没有选择多进程方法，因为多进程解码器通常意味着更多的开销（共享内存的问题），进程之间的通信更困难。  
VLC的线程结构是在POSIX线程（pthread）之后建模的。但是，出于可移植性的原因，VLC不直接使用pthread\_ux函数，而是使用类似的自定义api集。

Threads (vlc_thread_t)
    
    vlc_clone()
        Creates a thread.
    vlc_join()
        Waits for a thread to terminate and releases its resources
    
    Mutual exclusion (vlc_mutex_t)
    
    vlc_mutex_init()
        Creates a non-recursive mutex.
    vlc_mutex_init_recursive()
        Creates a recursive mutex (discouraged).
    vlc_mutex_lock()
        Locks a mutex, waiting if required.
    vlc_mutex_trylock()
        Locks a mutex if it is not already locked, or returns an error otherwise.
    vlc_mutex_unlock()
        Unlocks a mutex.
    vlc_mutex_destroy()
        Destroys a mutex.
    
    Condition variable (vlc_cond_t)
    
    vlc_cond_init()
        Creates a condition variable using the monotonic clock (mdate()) for timeouts.
    vlc_cond_init_daytime()
        Creates a condition variable using the realtime clock / wall clock for timeouts.
    vlc_cond_signal()
        Signals one thread waiting on a condition variable.
    vlc_cond_broadcast()
        Signals all threads waiting on a condition variable.
    vlc_cond_wait()
        Waits for a condition variable to be signaled (can also wake up spuriously).
    vlc_cond_timedwait()
        Waits for a condition variable to be signaled up to a certain timeout (can also wake up spuriously).
    vlc_cond_destroy()
        Destroys a condition variable.

*  杂项  
    VLC还对slim读/写锁、自旋锁、线程特定变量进行了抽象，类似于POSIX线程。
 *  原子变量  
    原子变量是很小的（sizeof（void\*））值，可以从多个线程进行操作，而无需锁定。有关支持的操作的列表，请参见include/vlc\_atomic.h。

## 同步 ##

VLC的另一个关键特性是解码和播放是异步的：解码由解码器线程完成，播放由音频输出或视频输出线程完成。设计目标是确保音频或视频帧在正确的时间播放，而不阻塞任何解码器线程。这导致了接口、输入、解码器和输出之间的复杂通信结构。  
允许有多个输入和视频输出线程同时读取多个文件，尽管当前接口不允许任何方式这样做（这在不久的将来会发生变化）。不管怎么说，客户是从一开始就考虑到这一点的。这也意味着不使用全局锁就不能使用不可重入的库（尤其包括liba52See talk page）。  
位于流的系统层中的呈现时间戳被传递给解码器，并且所有产生的样本都相应地标注日期。输出层应该在正确的时间播放它们。日期转换为微秒，绝对日期是自纪元（1970年1月1日）以来的微秒数。mtime类型是有符号的64位整数。  
可以使用mdate（）检索当前日期。线程的执行可以通过mwait（mtime\_t date）暂停到某个日期。您可以使用msleep（mtime\_t delay）睡眠固定微秒数。

## 核源码细节 ##

All the libVLCcore source files are located in the src directory and its subdirectories:
    
    audio_output/
        Initializes the audio mixer, ie. finds the right playing frequency, and then resamples audio frames received from the decoder(s).
    config/
        Load the configuration from command line and configuration file, provides functions for the modules to read and write to configuration
    control/
        Functions to control the behaviour of libVLCcore, like Play/Pause, volume management, fullscreen, log verbosity, etc.
    extras/
        Mostly platform-specific code
    input/ //项目重点关注模块
        Opens an input module, reads packets, parses them and passes reconstituted elementary streams to the decoder(s).
    interface/
        Contains code for user interaction such as key presses and device ejection.
    misc/
        Miscellaneous utilities used in other parts of libvlc, such as the thread system, the message queue, CPU detection, the object lookup system, or platform-specific code.
    modules/  //项目重点关注模块
        Modules management
    network/  //项目重点关注模块
        Network interface (socket management, network errors, etc.)
    osd/
        On Screen Display manipulation
    playlist/
        Manages playlist interaction such as stop, play, next, or random playback.
    stream_output/  //项目重点关注模块
        Functions to stream audio and video to the network
    test/
        libVLC needs to be tested, and not only by users :)
    text/
        Charset stuff
    video_output/  //项目重点关注模块
        Initializes the video display, gets all pictures and subpictures (ie. subtitles) from the decoder(s), optionally converts them to another format (such as YUV to RGB), and displays them.

[Link 1]: https://wiki.videolan.org/Hacker_Guide/Core/