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ijkplayer 源码分析(上)

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2018/06/22 Share

本文基于0.8.8版本的 ijkplayer ,对其源码进行剖析,涉及到不同平台下的封装接口或处理方式时,均以 Android 为例。

ijkplayer 是一款比较出众的开源 Android/IOS 跨平台播放器,基于 ffplay,API 易于集成,可定制编译控制体积。

ijkplayer 集成了三种播放器实现:

  • AndroidMediaPlayer:即安卓系统自带的播放器 MediaPlayer,基于 MediaCodec、AudioTrack 等安卓系统 API.
  • IjkExoMediaPlayer:即谷歌新推出的 ExoPlayer,同样是基于 MediaCodec、AudioTrack 等安卓系统 API,但相比 MediaPlayer 具有支持 DASH、高级 HLS、自定义扩展等优点。
  • IjkMediaPlayer:基于 FFmpeg 的 ffplay,集成了 MediaCodec 硬解码器、Opengl 渲染方式等。

一般而言, ijkplayer 就是指 IjkMediaPlayer,本文分析的对象就是 IjkMediaPlayer.

对 Android 而言,音频输出支持 AudioTrack、OpenSL ES 方式;视频输出支持 NativeWindow、OpenGL ES 方式。

对 ijkplayer 不熟悉的同学建议参看源码阅读本文。

一、初始化

ijkplayer 在 Java 层的操作封装于 IjkMediaPlayer.java ,其中包含一些与底层通信的关键方法,比如播放控制相关的 start、pause、stop 等, 这些 native 方法对应的底层实现位于 ijkpalyer_ini.c 文件中。

在 IjkMediaPlayer.java 中有一些 @CalledByNative 注解的方法,比如底层的播放状态回调,这些方法由底层主动调用,具体位于 IjkMediaPlayer.c 文件中。

ijkplayer 的初始化位于 initPlayer 方法,共做了四件事:

  1. 加载 so 库
  2. 静态初始化底层,底层其实什么都没做
  3. 初始化 Message Handler,处理底层状态信息的上报
  4. 初始化底层,这部分做的工作最多,主要逻辑位于 ijkpalyer_android 的 ijkmp_android_create 方法,如下:
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// 创建底层播放器对象,设置消息处理函数
IjkMediaPlayer *mp = ijkmp_create(msg_loop, saveMode, hard_mux);

// 创建图像渲染对象
mp->ffplayer->vout = SDL_VoutAndroid_CreateForAndroidSurface();

// 初始化视频解码器(软/硬)、音频输出设备(opensles/audioTrack)
mp->ffplayer->pipeline = ffpipeline_create_from_android(mp->ffplayer);

具体是怎么选择软解码器还是硬解码器的呢,跟踪 ffpipeline_create_from_android 方法可以看到:

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if (ffp->mediacodec_all_videos || ffp->mediacodec_avc || ffp->mediacodec_hevc || ffp->mediacodec_mpeg2)
// 创建硬解码器
node = ffpipenode_create_video_decoder_from_android_mediacodec(ffp, pipeline, opaque->weak_vout);
if (!node) {
// 创建软解码器
node = ffpipenode_create_video_decoder_from_ffplay(ffp);
}

ffp 的 mediacodec_all_videos 等属性是通过 IjkMediaPlayer 的成员方法 setOption() 设置的,成员方法的调用肯定是在类初始化之后的,而解码器等依赖配置项的设置却在初始化中,难道不是应该先设置,后初始化吗?代码肯定是没有问题的,初始化中其实并没有调用这些方法,只是以函数指针的方式记录下来而已。ijkplayer 几乎完全由 c 实现,函数指针随处可见,方便编程。

二、配置

初始化后 IjkMediaPlayer 后,可以对其进行一系列配置,例如:

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// 设置硬解码
mIjkMediaPlayer.setOption(IjkMediaPlayer.OPT_CATEGORY_PLAYER, "mediacodec", 1);

// 设置 opensles 方式输出音频
mIjkMediaPlayer.setOption(IjkMediaPlayer.OPT_CATEGORY_PLAYER, "opensles", 1);

setOption() 会调用到底层 ff_ffplay.c 的 ffp_set_option() 方法:

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void ffp_set_option(FFPlayer *ffp, int opt_category, const char *name, const char *value) {
if (!ffp)
return;

AVDictionary **dict = ffp_get_opt_dict(ffp, opt_category);
av_dict_set(dict, name, value, 0);
}

AVDictionary 其实就是一个键值对数组,相当于 Java 中的 HashMap,av_dict_set 就相当于 put 方法,用来存储播放器的配置信息,FFPlayer 中就有如下 AVDictionary :

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AVDictionary *format_opts;      // 格式配置,解封装文件时(avformat_open_input)需传入
AVDictionary *codec_opts; // 编解码器配置,打开编解码器时(avcodec_open2)需传入
AVDictionary *sws_dict; // avfilter 视频相关配置
AVDictionary *player_opts; // 播放相关配置
AVDictionary *swr_opts; // 音频相关配置
AVDictionary *swr_preset_opts;

通过 setOption() 方法将一系列的播放器配置暂存到这些 AVDictionary 中,对于没有 map 容器的 c 语言,可以充分利用它来配置和定义播放器的参数。FFmpeg 中很多 API 就是依赖 AVDictionary 来传递参数的,比如上面提到的 avformat_open_input、avcodec_open2 接口。
FFPlayer 结构体中本身就有配置相关的成员变量的,比如控制音频输出设备的 “int opensles” 等,当我们调用一系列 setOption() 方法将播放配置存储在 player_opts 中后,该如何取出再赋值给成员变量呢?
这个情景是否似曾相似,JavaEE 开发中如何从传递的一系列键值中取出赋值给成员变量? JavaEE 的 Struts2 可以实现自动映射转换,可以将互联网上收到的 “名称”和“值”的组合自动赋值给相应名称的变量。FFmpeg 中也实现了这样一套自动映射的机制,可以实现直接将 AVDictionary 赋值给结构体,只需调用:

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int av_opt_set_dict(void *obj, struct AVDictionary **options);

当然这个结构体需要提前做一些处理,制定映射的规则,要在结构体中添加 AVClass 成员变量,且必须为第一个成员变量,然后对其初始化,比如 FFPlayer 结构体:

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// 需要映射的成员变量
static const AVOption ffp_context_options[] = {
{ "mediacodec-avc", "MediaCodec: enable H264", OPTION_OFFSET(mediacodec_avc), OPTION_INT(0, 0, 1) },
{ "opensles", "OpenSL ES: enable", OPTION_OFFSET(opensles), OPTION_INT(0, 0, 1) },
// 省略...
}


const AVClass ffp_context_class = {
.class_name = "FFPlayer",
.item_name = ffp_context_to_name,
.option = ffp_context_options, // 将需要映射的成员变量记录到 AVClass 中
.version = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
.child_next = ffp_context_child_next,
.child_class_next = ffp_context_child_class_next,
};


ffplayer->av_class = &ffp_context_class; // 使结构体可自动映射

这样处理后,就可以直接对 FFplayer 这个结构体进行整体赋值了,在 ff_ffplay.c 的 ffp_prepare_async_l 方法中就有这个逻辑:

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av_opt_set_dict(ffp, &ffp->player_opts);

扩展阅读:

FFmpeg源代码简单分析:结构体成员管理系统-AVClass

FFmpeg源代码简单分析:结构体成员管理系统-AVOption

三、播放

先来回顾下播放器的整体流程:
播放器原理.png
视频相关的理论知识与基础概念 中简单总结过视频播放原理,播放器必然是通过多线程同时进行解封装、解码、视频渲染等工作的,对于 Ijkplayer 来说,开辟的线程如下:

所有的播放逻辑都位于 ff_ffplay.c 中,当对播放器设置视频源路径、解码方式、输出模式等播放选项后,就可以开始播放了, 播放入口方法为 ffp_prepare_async_l,此方法中调用了比较重要的两个方法:

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// 打开音频输出设备
ffp->aout = ffpipeline_open_audio_output(ffp->pipeline, ffp);
...
// 创建音/视频数据解码前/后队列, 创建解封装和视频渲染线程
VideoState *is = stream_open(ffp, file_name, NULL);

在初始化时 IjkPlayer 将选择视频解码器、选择音频输出设备的方法以函数指针的形式记录下来,方便后面直接调用。ffpipeline_open_audio_output 方法即选择了音频输出方式为 opensles 或 AndroidTrack ,具体实现为 ffpipeline_android.c 的 func_open_audio_output 方法。
stream_open 方法则相当重要了,梳理一下该方法中涉及到的关键方法:
stream_open (1).png

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原文作者:Ahab

原文链接:http://yhaowa.gitee.io/186751e8/

发表日期:June 22nd 2018, 11:11:16 am

更新日期:April 7th 2020, 11:34:42 pm

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  1. 1. 一、初始化
  2. 2. 二、配置
  3. 3. 三、播放