Android多媒体开发(1)——AwesomePlayer及Stagefright相关知识梳理

Android的多媒体框架中, stagefright其实是AwesomePlayer的代理,真正实现播放器功能的原是AwesomePlayer,Stagefright只是做了一层封装。AwesomePlayer 不管他有多神秘,说到底还是个多媒体播放器。在播放器的基本模型上,他与VCL、mplayer、ffmpeg等开源的结构是一致的。只是组织实现的方式不同。现在把播放器的基本模型总结一下,然后按照模型的各个部分来深入研究AwesomePlayer 的实现方式。

播放器模块图解

播放器大致分为4大部分:source、demux、decoder、output。
1. source:数据源,数据的来源不一定都是本地file,也有可能是网路上的各种协议例如:http、rtsp、HLS等。source的任务就是把数据源抽象出来,为下一个demux模块提供它需要的稳定的数据流。demux不用关心数据到底是从什么地方来的。
2. demux解复用:视频文件一般情况下都是把音视频的ES流交织的通过某种规则放在一起。这种规则就是容器规则。现在有很多不同的容器格式。如ts、mp4、flv、mkv、avi、rmvb等等。demux的功能就是把音视频的ES流从容器中剥离出来,然后分别送到不同的解码器中。其实音频和视频本身就是2个独立的系统。容器把它们包在了一起。但是他们都是独立解码的,所以解码之前,需要把它分别独立出来。demux就是干这活的,他为下一步decoder解码提供了数据流。
3. decoder解码:解码器——播放器的核心模块。分为音频和视频解码器。影像在录制后, 原始的音视频都是占用大量空间, 而且是冗余度较高的数据. 因此, 通常会在制作的时候就会进行某种压缩 ( 压缩技术就是将数据中的冗余信息去除数据之间的相关性 ). 这就是我们熟知的音视频编码格式, 包括MPEG1(VCD)/ MPEG2(DVD)/ MPEG4 / H.264 等等. 音视频解码器的作用就是把这些压缩了的数据还原成原始的音视频数据。当然, 编码解码过程基本上都是有损的 .解码器的作用就是把编码后的数据还原成原始数据。
4. output输出:输出部分分为音频和视频输出。解码后的音频(pcm)和视频(yuv)的原始数据需要得到音视频的output模块的支持才能真正的让人的感官系统(眼和耳)辨识到。

所以,播放器大致分成上述4部分。怎么抽象的实现这4大部分,以及找到一种合理的方式将这几部分组织并运动起来。是每个播放器不同的实现方式而已。视频处理过程中有很多都是十分耗时的,如果都放在一个大的线程空间中。用户体验的效果可想而知。所以通常都是做异步操作。AwesomePlayer是通过event事件调度来实现这些功能之间的驱动和调用的。

AwesomePlayer事件驱动模型

AwesomePlayer中的内部变量:

TimedEventQueue mQueue;

这个mQueue就是AwesomePlayer的事件队列,也是事件调度器。从他类型的名字上就能很清楚的看出他是以时间为基础事件队列。

AwesomePlayer与TimedEventQueue交互图
  1. 先来看TimedEventQueue的内部结构,TimedEventQueue内部有一个 List<QueueItem>,每个QueueItem包含event和时间。
struct QueueItem 
{ 
    sp<Event> event; 
    int64_t realtime_us; 
}

有一个独立线程threadEntry是在TimedEventQueue::start被创建,TimedEventQueue::stop被销毁的。

void TimedEventQueue::start() {  
    if (mRunning) {  
        return;  
    }  
  
    mStopped = false;  
  
    pthread_attr_t attr;  
    pthread_attr_init(&attr);  
    pthread_attr_setdetachstate(&attr, PTHREAD_CREATE_JOINABLE);  
  
    pthread_create(&mThread, &attr, ThreadWrapper, this);  
  
    pthread_attr_destroy(&attr);  
  
    mRunning = true;  
}  
  
void TimedEventQueue::stop(bool flush) {  
    if (!mRunning) {  
        return;  
    }  
  
    if (flush) {  
        postEventToBack(new StopEvent);  
    } else {  
        postTimedEvent(new StopEvent, INT64_MIN);  
    }  
  
    void *dummy;  
    pthread_join(mThread, &dummy);  
  
    mQueue.clear();  
  
    mRunning = false;  
}

2.List<QueueItem>目的就是按照延时时间维护一个event事件队列,threadEntry线程就是不断的从队列的头取出一个event,然后通过 event->fire(this, now_us); 回调到这个event事件提前注册好的相对应功能函数。

3.然后看看AwesomePlayer是怎么用TimedEventQueue,AwesomePlayer会定义很多类型的event事件,并把和这些事件相关的功能函数一定绑定起来。

mVideoEvent = new AwesomeEvent(this, &AwesomePlayer::onVideoEvent);  
mVideoEventPending = false;  
mStreamDoneEvent = new AwesomeEvent(this, &AwesomePlayer::onStreamDone);  
mStreamDoneEventPending = false;  
mBufferingEvent = new AwesomeEvent(this, &AwesomePlayer::onBufferingUpdate);  
mBufferingEventPending = false;  
mVideoLagEvent = new AwesomeEvent(this, &AwesomePlayer::onVideoLagUpdate);  
mVideoEventPending = false;  
mCheckAudioStatusEvent = new AwesomeEvent(this, &AwesomePlayer::onCheckAudioStatus);

原因之前也说了,因为好多音视频处理的功能是十分耗时间的,假如AwesomePlayer 想用某个功能,他并不是直线去调用它,而是抽象成一种AwesomeEvent,将想要调用的功能函数与事件捆绑。通过TimedEventQueue::postTimedEvent(),按照延时的优先顺序把它放到TimedEventQueue的队列之中。然后AwesomePlayer就不管了。TimedEventQueue start之后,自己内部的线程会从队列中依次取出这些事件,然后通过event->fire回调事件的功能函数。这样就达到了AwesomePlayer的目的。

4.之前也介绍过mediaPlayer大致流程就是

mediaPlayer.setDataSource(path);  
mediaPlayer.prepare();  
mediaPlayer.start(); 

在AwesomePlayer 中也是这种流程,在AwesomePlayer prepare()相关函数中:

status_t AwesomePlayer::prepareAsync_l() {  
    if (mFlags & PREPARING) {  
        return UNKNOWN_ERROR;  // async prepare already pending  
    }  
  
    if (!mQueueStarted) {  
        mQueue.start();  
        mQueueStarted = true;  
    }  
  
    modifyFlags(PREPARING, SET);  
    mAsyncPrepareEvent = new AwesomeEvent(  
            this, &AwesomePlayer::onPrepareAsyncEvent);  
  
    mQueue.postEvent(mAsyncPrepareEvent);  
  
    return OK;  
}

这里并没有实际的调用onPrepareAsyncEvent()真正的功能函数,他只是把mQueue start之后,然后创建个mAsyncPrepareEvent事件,把它插入到mQueue之中就不管了,具体调用是由mQueue中的threadEntry线程来做。

AwesomePlayer playback流程

1.通过setDataSource 指定播放器的数据源。可以是URI或者fd.可以是http:// 、rtsp://、本地地址或者本地文件描述符fd。其最终调用是将上层传递来的参数转化为DataSource,为下一步的demux提供数据支持。

2.在真正Prepare功能函数onPrepareAsyncEvent()会调用finishSetDataSource_l。通过第一步产生的DataSource来生成extractor,因为封装的格式很多,所以需要通过DataSource的信息,去创建不同的extractor。

extractor = MediaExtractor::Create( dataSource, sniffedMIME.empty() ? NULL : sniffedMIME.c_str()); 
......
if (!strcasecmp(mime, MEDIA_MIMETYPE_CONTAINER_MPEG4)  
        || !strcasecmp(mime, "audio/mp4")) {  
    ret = new MPEG4Extractor(source);  
} else if (!strcasecmp(mime, MEDIA_MIMETYPE_AUDIO_MPEG)) {  
    ret = new MP3Extractor(source, meta);  
} else if (!strcasecmp(mime, MEDIA_MIMETYPE_AUDIO_AMR_NB)  
        || !strcasecmp(mime, MEDIA_MIMETYPE_AUDIO_AMR_WB)) {  
    ret = new AMRExtractor(source);  
} else if (!strcasecmp(mime, MEDIA_MIMETYPE_AUDIO_FLAC)) {  
    ret = new FLACExtractor(source);  
} else if (!strcasecmp(mime, MEDIA_MIMETYPE_CONTAINER_WAV)) {  
    ret = new WAVExtractor(source);  
} else if (!strcasecmp(mime, MEDIA_MIMETYPE_CONTAINER_OGG)) {  
    ret = new OggExtractor(source);  
} else if (!strcasecmp(mime, MEDIA_MIMETYPE_CONTAINER_MATROSKA)) {  
    ret = new MatroskaExtractor(source);  
} else if (!strcasecmp(mime, MEDIA_MIMETYPE_CONTAINER_MPEG2TS)) {  
    ret = new MPEG2TSExtractor(source);  
} else if (!strcasecmp(mime, MEDIA_MIMETYPE_CONTAINER_WVM)) {  
    // Return now.  WVExtractor should not have the DrmFlag set in the block below.  
    return new WVMExtractor(source);  
} else if (!strcasecmp(mime, MEDIA_MIMETYPE_AUDIO_AAC_ADTS)) {  
    ret = new AACExtractor(source, meta);  
} else if (!strcasecmp(mime, MEDIA_MIMETYPE_CONTAINER_MPEG2PS)) {  
    ret = new MPEG2PSExtractor(source);  
}

3.得到extractor之后,通过setVideoSource() setAudioSource()产生独立的mVideoTrack(视频)、mAudioTrack(音频)数据流,分别为音视频解码器提供有各自需要的数据流。其实extractor和mVideoTrack、mAudioTrack就组成了播放器模型中的demuxer部分。把封装格式里面的音视频流拆分出来,分别的送给音视频解码器。

4.接下来就是initVideoDecoder() initAudioDecoder(),依赖上面产生的mVideoTrack(视频)、mAudioTrack(音频)数据流,生成了mVideoSource和mAudioSource这两个音视频解码器。不同类型匹配不同的解码器。

mVideoSource = OMXCodec::Create(  
            mClient.interface(), mVideoTrack->getFormat(),  
            false, // createEncoder  
            mVideoTrack,  
            NULL, flags, USE_SURFACE_ALLOC ? mNativeWindow : NULL);  
 mAudioSource = OMXCodec::Create(  
                mClient.interface(), mAudioTrack->getFormat(),  
                false, // createEncoder  
                mAudioTrack);  
    }

mVideoSource、mAudioSource组成了播放器模型中的decoder部分。

Android系统中的编解码器部分用的是openmax。openmax是一套标准接口,各家硬件厂商都可以遵循这个标准来做自己的实现,发挥自己芯片特性。然后提供给Android系统来用。因为大部分的机顶盒芯片产品硬件的编解码是它的优势,可以把这种优势完全融入到Android平台中。以后手机高清视频硬解码也会是个趋势。

5.解码完之后的数据就要输出了。AwesomePlayer分别用了mVideoRenderer做视频输出、mAudioPlayer做音频输出。他们分别调用android图像和音频的相关服务。这俩部分是Android平台中十分重要的2块,以后会深入了解。

mVideoRenderer和mAudioPlayer就组成了播放器中output的部分。

综上AwesomePlayer的整体框架和流程就清晰了,其实也脱离不了DataSource、demux、decoder、output这4大部分。接下来会分别了解每个部分是怎么实现的。

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 214,377评论 6 496
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 91,390评论 3 389
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 159,967评论 0 349
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 57,344评论 1 288
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 66,441评论 6 386
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 50,492评论 1 292
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 39,497评论 3 412
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 38,274评论 0 269
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 44,732评论 1 307
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 37,008评论 2 328
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 39,184评论 1 342
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 34,837评论 4 337
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 40,520评论 3 322
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 31,156评论 0 21
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 32,407评论 1 268
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 47,056评论 2 365
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 44,074评论 2 352

推荐阅读更多精彩内容