基于FFmpeg开发视频播放器, 基本流程(一)-蒲公英云

刚开始学习FFmpeg,用几篇文章记录下,使用ffmpeg开发一个简单的视频播放器,大概的过程.这里只讨论核心代码,如解封装,音频的解码播放,视频的解码播放,音视频同步,不涉及UI布局.

基于FFmpeg开发视频播放器, 基本流程(一) https://blog.csdn.net/lin20044140410/article/details/104847588

基于FFmpeg开发视频播放器,视频解码播放(二) https://blog.csdn.net/lin20044140410/article/details/104849552

基于FFmpeg开发视频播放器,音频解码播放(三) https://blog.csdn.net/lin20044140410/article/details/104851476

基于FFmpeg开发视频播放器,音视频同步(四) https://blog.csdn.net/lin20044140410/article/details/104857038

http://ffmpeg.org/

一, FFmpeg是一套用来记录,转换数字音频,视频,并能将其转化为流的开源项目,拥有丰富的命令来实现音视频相关的操作,其源码是以模块化的方式进行构建,可以根据需要选择不同模块进行集成使用.

FFmpeg还可以集成第三方的库,用ffmpeg的统一接口来使用,比如常用的librtmp,libMP3lame等.

FFmpeg主要有以下几个模块:

libavformat 用于各种音视频封装格式的生成和解析

libacodec 用于声音,图像的编解码

libavfilter 用于音视频滤波器的开发.

libavutil 提供一些公共的工具函数

libswresample 用于音频格式的转码,如转成PCM流

libswscale 用于图像格式的转换,缩放,如RGB 和YUV的转换

libpostproc 用于后期效果的处理.

二, 播放器开发中涉及到的一些概念

原始数据 :能够表示完整的图像,声音的数据格式,如RGB,PCM.

编码格式:存储编码后数据的容器,如MP4,FLV等,

AVPacket 解码前的数据结构体.

AVFrame 解码后的数据结构体.

AVFormatContext 媒体文件的构成和基本信息上下文.

AVCodecContext 解码信息上下文.

三,播放器的开发流程,借用一张网上的图片:

watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xpbjIwMDQ0MTQwNDEw_size_16_color_FFFFFF_t_70

四, 准备环境,

对音视频的处理都是在native层,所以要新建一个Native项目,当然也可以新建Android项目,然后手动添加CPP模块,

前提是要先编译好ffmpeg相关的库,静态库,动态库都行,这里用的时静态库,这个库要依据你手机CPU的架构来导入.

gradle的配置没有特别注意的地方,如果你是Android项目,要注意在build.gradle中配置:

externalNativeBuild {
        cmake {
            path "src/main/cpp/CMakeLists.txt"
            version "3.10.2"
        }
    }

CMakeLists.txt的配置,主要时设置源文件路径,引入头文件,链接依赖库,

cmake_minimum_required(VERSION 3.4.1)
aux_source_directory(. SOURCE)
add_library( # Sets the name of the library.
             native-lib
             SHARED
             ${SOURCE})
find_library( # Sets the name of the path variable.
              log-lib
              log )
include_directories(${CMAKE_SOURCE_DIR}/include)
set(libs ${CMAKE_SOURCE_DIR}/armeabi-v7a)
set(CMAKE_CXX_FLAGS "${CMAKE_CXX_FLAGS} -L${libs}")
target_link_libraries( # Specifies the target library.
                       native-lib
    avfilter avformat  avcodec avutil swresample swscale rtmp z android OpenSLES
                       ${log-lib} )

这里除了ffmpeg相关的库,还引入了libz.so, 这个ffmpeg链接时用到的,否则会报各种错误.

OpenSlES 是用于音频的解码和播放的.

libandroid.so ,这个库用于支持视频播放时的ANativeWindow的相关引用.

五,代码结构

Java层代码比较简单,一个Activity类,主要用来加载一个SurfaceView控件,用来渲染视频,

一个Player.java类,通过native方法,调用ffmpeg的接口,所以有一个同样名字的Player.cpp类,用来跟Player.java对接,会在Native层创建Player.cpp的对象,然后把这个对象的指针传到Java层,这样Java层再去调用Native层方法时,只要把这个指针传过去,就可以在Native层再转回Player.cpp的对象.

extern "C"
JNIEXPORT jlong JNICALL
Java_com_test_ffmpegapplication_EnjoyPlayer_nativeInit(JNIEnv *env, jobject thiz) {
    EnjoyPlayer * enjoyPlayer = new EnjoyPlayer(new JavaCallHelper(javaVm, env, thiz));
    return (jlong) enjoyPlayer;
}
extern "C"
JNIEXPORT void JNICALL
Java_com_test_ffmpegapplication_EnjoyPlayer_setDataSource(JNIEnv *env, jobject thiz,
                                                          jlong native_handler, jstring path_) {
    const char* path = env->GetStringUTFChars(path_,0);
    EnjoyPlayer *enjoyPlayer = reinterpret_cast<EnjoyPlayer *>(native_handler);
    enjoyPlayer->setDataSource(path);
    env->ReleaseStringUTFChars(path_, path);
}

然后是几个基础类:

BaseChannel.h, 对Audio，Video的解码，显示，提取了公共的基类，这里只列出了基本的函数,完整的实现,可以下载附件查看.
class BaseChannel{
virtual void play() =0;
virtual void stop() = 0;
virtual void decode() = 0;
    //这是两个线程安全的队列，
//AVPacket 解码前的数据结构体，从媒体文件读取出的媒体数据，就放入这个队列中，
    SafeQueue<AVPacket *> pkt_queue;
    //AVFrame 解码后的数据结构体，VideoChannel中解码线程会从pkt_queue队列中取出数据，进行解码，
    // 解码后的数据放入frame_queue.后续的播放线程，会从frame_queue队列取出数据，进行渲染。
    SafeQueue<AVFrame *> frame_queue;
}
JavaCallHelper.cpp,用于native层回调java层的实现,用于通知java层,播放准备完成,可以play了,及native层出错后的提示回调.
JavaCallHelper::JavaCallHelper(JavaVM *_javaVM, JNIEnv *_env, jobject &_jobj) :
    javaVM(_javaVM), env(_env){
    //把_jobj创建成一个全局的引用，这里_jobj就是java层的EnjoyPlayer对象。
    jobj = env->NewGlobalRef(_jobj);
    //获取它的class对象，类似反射。
    jclass jclazz = env->GetObjectClass(jobj);
    jmid_error = env->GetMethodID(jclazz, "onError", "(I)V");
    jmid_prepare = env->GetMethodID(jclazz, "onPrepare", "()V");
    jmid_progress = env->GetMethodID(jclazz, "onProgress", "(I)V");
}
SafeQueue.h 一个加了锁的队列,用来存放解码前的AVPackt,和解码后的AVFrame,        
在队列执行出队操作时,多加了一个标记 ,避免死锁.
//当队列是空的时候，会阻塞这里，如果这时调用了stop，因为不会再enqueue，就会一直wait在这里，
        //所以加了mEnable标记，在stop时，mEnable=false，唤醒等待，退出线程，
template<typename T>
class SafeQueue{
    int deQueue(T &value) {
        int ret = 0;
        pthread_mutex_lock(&mutex);
        //当队列是空的时候，会阻塞这里，如果这时调用了stop，因为不会再enqueue，就会一直wait在这里，
        //所以加了mEnable标记，在stop时，mEnable=false，唤醒等待，退出线程，
        while (mEnable && q.empty()) {
            pthread_cond_wait(&cond, &mutex);
        }
        if (!q.empty()) {
            value = q.front();
            q.pop();
            ret = 1;
        }
        pthread_mutex_unlock(&mutex);
        return ret;
    }
}