本章主要是分析 数据读取线程read_thread 中的工作。如上图红色框框的部分
从ffplay框架分析我们可以看到，ffplay有专⻔的线程read_thread()读取数据，
且在调⽤av_read_frame 读取数据包之前需要做：
1.例如打开⽂件，
2.查找配置解码器，
3.初始化⾳视频输出等准备阶段，
主要包括三⼤步骤：
- 准备⼯作
- For循环读取数据
- 退出线程处理
一 准备⼯作
准备⼯作主要包括以下步骤：
- avformat_alloc_context 创建上下⽂
- ic -> interrupt_callback . callback = decode_interrupt_cb;
- avformat_open_input打开媒体⽂件
- avformat_find_stream_info 读取媒体⽂件的包获取更多的stream信息
- 检测是否指定播放起始时间，如果指定时间则seek到指定位置 avformat_seek_file
- 查找 查找AVStream，讲对应的index值记录到 st_index [ AVMEDIA_TYPE_NB ]；
a. 根据⽤户指定来查找流 avformat_match_stream_specifier
b. 使⽤av_find_best_stream查找流 - 通过 AVCodecParameters和 av_guess_sample_aspect_ratio 计算出显示窗⼝的宽、⾼
- stream_component_open打开⾳频、视频、字幕解码器，并创建相应的解码线程以及进⾏对应输出参数的初始化。
1. avformat_alloc_context 创建上下⽂
调⽤ avformat_alloc_context创建解复⽤器上下⽂
// 1. 创建上下⽂结构体，这个结构体是最上层的结构体，表示输⼊上下⽂
ic = avformat_alloc_context();
最终该ic 赋值给VideoState的ic变量
is->ic = ic; // videoState的ic指向分配的ic
2 ic->interrupt_callback
ic 这里是AVFormatContext ，
/* 2.设置中断回调函数，如果出错或者退出，就根据目前程序设置的状态选择继续check或者直接退出 */
/* 当open出现阻塞的时候时候，会调用interrupt_callback.callback
* 回调函数中返回1则代表ffmpeg结束阻塞可以将操纵权交给用户线程并返回错误码
* 回调函数中返回0则代表ffmpeg继续阻塞直到ffmpeg正常工作为止，所以要退出死等则需要返回1
*/
ic->interrupt_callback.callback = decode_interrupt_cb;
ic->interrupt_callback.opaque = is;
那么这个 interrupt_callback 是个啥？
interrupt_callback⽤于ffmpeg内部在执⾏耗时操作时检查调⽤者是否有退出请求，避免⽤户退出请求没 有及时响应。
在什么时候触发这个 callback 呢？这个知道什么时候触发就可以了
avformat_open_input的触发
avformat_find_stream_info的触发
av_read_frame的触发
在QT中debug 是看不到什么时候触发的，测试方法如下：
怎么去测试在哪⾥触发？ 在ubuntu使⽤gdb进⾏调试：我们之前讲的在ubuntu下编译ffmpeg，在 lqf@ubuntu:~/ffmpeg_sources/ffmpeg-4.2.1⽬录下有ffplay_g，我们可以通过 gdb ./ffplay_g来播 放视频，然后在decode_interrupt_cb打断点。
举例：avformat_open_input的触发
1 #0 decode_interrupt_cb (ctx=0x7ffff7e36040) at fftools/ffplay.c:271
5
2 #1 0x00000000007d99b7 in ff_check_interrupt (cb=0x7fffd00014b0)
3 at libavformat/avio.c:667
4 #2 retry_transfer_wrapper (transfer_func=0x7dd950 <file_read>, size
_min=1,
5 size=32768, buf=0x7fffd0001700 "", h=0x7fffd0001480)
6 at libavformat/avio.c:374
7 #3 ffurl_read (h=0x7fffd0001480, buf=0x7fffd0001700 "", size=32768)
8 at libavformat/avio.c:411
9 #4 0x000000000068cd9c in read_packet_wrapper (size=<optimized out>,
10 buf=<optimized out>, s=0x7fffd00011c0) at libavformat/aviobuf.c:
535
11 #5 fill_buffer (s=0x7fffd00011c0) at libavformat/aviobuf.c:584
12 #6 avio_read (s=s@entry=0x7fffd00011c0, buf=0x7fffd0009710 "",
13 size=size@entry=2048) at libavformat/aviobuf.c:677
14 #7 0x00000000006b7780 in av_probe_input_buffer2 (pb=0x7fffd00011c0,
15 fmt=0x7fffd0000948,
16 filename=filename@entry=0x31d50e0 "source.200kbps.768x320.flv",
17 logctx=logctx@entry=0x7fffd0000940, offset=offset@entry=0,
18 max_probe_size=1048576) at libavformat/format.c:262
19 #8 0x00000000007b631d in init_input (options=0x7fffdd9bcb50,
20 filename=0x31d50e0 "source.200kbps.768x320.flv", s=0x7fffd000094
0)
21 at libavformat/utils.c:443
22 #9 avformat_open_input (ps=ps@entry=0x7fffdd9bcbf8,
23 filename=0x31d50e0 "source.200kbps.768x320.flv", fmt=<optimized
out>,
可以看到是在libavformat/avio.c:374⾏有触发到
3.avformat_open_input()打开媒体⽂件
Open an input stream and read the header，打开文件后读取头部。这里有个问题，有些格式其实是没有头部的，因此只调用avformat_open_input是不行的，还需要调用avformat_find_stream_info，avformat_find_stream_info方法是会读取数据的一部分，因此通常情况下 ，这两函数会一起使用。avformat_open_input⽤于打开输⼊⽂件（对于RTMP/RTSP/HTTP⽹络流也是⼀样，在ffmpeg内部都 抽象为URLProtocol，这⾥描述为⽂件是为了⽅便与后续提到的AVStream的流作区分），读取视频⽂件 的基本信息。
需要提到的两个参数是fmt和options。通过fmt可以强制指定视频⽂件的封装，options可以传递额外参数 给封装(AVInputFormat)。
主要代码：
//特定选项处理
if (!av_dict_get(format_opts, "scan_all_pmts", NULL, AV_DICT_MATCH_CASE)) {
av_dict_set(&format_opts, "scan_all_pmts", "1", AV_DICT_DONT_OVERWRITE);
scan_all_pmts_set = 1;
}
/* 3.打开文件，主要是探测协议类型，如果是网络文件则创建网络链接等 */
err = avformat_open_input(&ic, is->filename, is->iformat, &format_opts);
if (err < 0) {
print_error(is->filename, err);
ret = -1;
goto fail;
}
if (scan_all_pmts_set)
av_dict_set(&format_opts, "scan_all_pmts", NULL, AV_DICT_MATCH_CASE);
if ((t = av_dict_get(format_opts, "", NULL, AV_DICT_IGNORE_SUFFIX))) {
av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "Option %s not found.\n", t->key);
ret = AVERROR_OPTION_NOT_FOUND;
goto fail;
}
scan_all_pmts是mpegts的⼀个选项，表示扫描全部的ts流的"Program Map Table"表。这⾥在没有设定 该选项的时候，强制设为1。最后执⾏avformat_open_input。
参数的设置最终都是设置到对应的解复⽤器，⽐如：
scan_all_pmts是mpegts的⼀个选项，表示扫描全部的ts流的"Program Map Table"表。这⾥在没有设定 该选项的时候，强制设为1。最后执⾏avformat_open_input。
使⽤gdb跟踪options的设置，在av_opt_set打断点，，这个有啥用？
(gdb) b av_opt_set
(gdb) r
#0 av_opt_set_dict2 (obj=obj@entry=0x7fffd0000940,
options=options@entry=0x7fffdd9bcb50, search_flags=search_flags@entry=0)
at libavutil/opt.c:1588
#1 0x00000000011c6837 in av_opt_set_dict (obj=obj@entry=0x7fffd0000940,
options=options@entry=0x7fffdd9bcb50) at libavutil/opt.c:1605
#2 0x00000000007b5f8b in avformat_open_input (ps=ps@entry=0x7fffdd9bcbf8,
filename=0x31d23d0 "source.200kbps.768x320.flv", fmt=<optimized out>,
options=0x2e2d450 <format_opts>) at libavformat/utils.c:560
#3 0x00000000004a70ae in read_thread (arg=0x7ffff7e36040)
at fftools/ffplay.c:2780
......
(gdb) l
1583
1584 if (!options)
1585 return 0;
1586
1587 while ((t = av_dict_get(*options, "", t, AV_DICT_IGNORE_SUFFIX))) {
1588 ret = av_opt_set(obj, t->key, t->value, search_flags);
1589 if (ret == AVERROR_OPTION_NOT_FOUND)
1590 ret = av_dict_set(&tmp, t->key, t->value, 0);
1591 if (ret < 0) {
1592 av_log(obj, AV_LOG_ERROR, "Error setting option %s to value %s.\n", t->key, t->value);
(gdb) print **options
$3 = {count = 1, elems = 0x7fffd0001200}
(gdb) print (*options)->elems
$4 = (AVDictionaryEntry *) 0x7fffd0001200
(gdb) print *((*options)->elems)
$5 = {key = 0x7fffd0001130 "scan_all_pmts", value = 0x7fffd0001150 "1"}
(gdb)
参数的设置最终都是设置到对应的解复⽤器，⽐如：
4. avformat_find_stream_info()
在打开了⽂件后，就可以从AVFormatContext中读取流信息了。⼀般调用avformat_find_stream_info获 取完整的流信息。为什么在调⽤了avformat_open_input后，仍然需要调⽤avformat_find_stream_info 才能获取正确的流信息呢？看下avformat_find_stream_info方法的注释就知道了。
* Read packets of a media file to get stream information. This
* is useful for file formats with no headers such as MPEG. This
* function also computes the real framerate in case of MPEG-2 repeat
* frame mode.
明白的说：
该函数是通过读取媒体⽂件的部分数据来分析流信息。在⼀些缺少头信息的封装下特别有⽤，⽐如说 MPEG（⾥应该说ts更准确）(FLV⽂件也是需要读取packet 分析流信息)。⽽被读取⽤以分析流信息的数 据可能被缓存，供av_read_frame时使⽤，在播放时并不会跳过这部分packet的读取。
5 检测是否指定播放起始时间
如果指定时间则seek到指定位置avformat_seek_file。
可以通过 ffplay -ss 设置起始时间，时间格式hh:mm:ss，
⽐如 ffplay -ss 00:00:30 test.flv 则是从30秒的起始位置开始播放。
具体调⽤流程，可以在 opt_seek 函数打断点进⾏测试
1 { "ss", HAS_ARG, { .func_arg = opt_seek }, "seek to a given position
in seconds", "pos" },
2 { "t", HAS_ARG, { .func_arg = opt_duration }, "play \"duration\" sec
onds of audio/video", "duration" }
/* if seeking requested, we execute it */
/* 如果需要指定起始位置 */
if (start_time != AV_NOPTS_VALUE) {
int64_t timestamp;
timestamp = start_time;
/* add the stream start time */
if (ic->start_time != AV_NOPTS_VALUE)
timestamp += ic->start_time;
ret = avformat_seek_file(ic, -1, INT64_MIN, timestamp, INT64_MAX, 0);
if (ret < 0) {
av_log(NULL, AV_LOG_WARNING, "%s: could not seek to position %0.3f\n",
is->filename, (double)timestamp / AV_TIME_BASE);
}
}
6 查找查找AVStream
⼀个媒体⽂件，对应有0~n个⾳频流、0~n个视频流、0~n个字幕流，⽐如这⾥我们⽤了2_audio.mp4是有 2个⾳频流，1个视频流
具体现在那个流进⾏播放我们有两种策略：
- 在播放起始指定对应的流
- 使⽤缺省的流进⾏播放
1 在播放起始指定对应的流
ffplay是通过通过命令可以指定
{ "ast" , OPT_STRING | HAS_ARG | OPT_EXPERT , {
&wanted_stream_spec[ AVMEDIA_TYPE_AUDIO ] }, "select desired audio stream" ,
"stream_specifier" },
{ "vst" , OPT_STRING | HAS_ARG | OPT_EXPERT , {
&wanted_stream_spec[ AVMEDIA_TYPE_VIDEO ] }, "select desired video stream" ,
"stream_specifier" },
{ "sst" , OPT_STRING | HAS_ARG | OPT_EXPERT , {
&wanted_stream_spec[ AVMEDIA_TYPE_SUBTITLE ] }, "select desired subtitle stream" ,
"stream_specifier" },
可以通过
- -ast n 指定⾳频流（⽐如我们在看电影时，有些电影可以⽀持普通话和英⽂切换，此时可以⽤该命令 进⾏选择）
- -vst n 指定视频流
- -vst n 指定字幕流
讲对应的index值记录到st_index[AVMEDIA_TYPE_NB]；
2 使⽤缺省的流进⾏播放
如果我们没有指定，则ffplay主要是通过 av_find_best_stream 来选择，其原型为：
//根据用户指定来查找流
for (i = 0; i < ic->nb_streams; i++) {
AVStream *st = ic->streams[i];
enum AVMediaType type = st->codecpar->codec_type;
st->discard = AVDISCARD_ALL;
if (type >= 0 && wanted_stream_spec[type] && st_index[type] == -1)
if (avformat_match_stream_specifier(ic, st, wanted_stream_spec[type]) > 0)
st_index[type] = i;
}
for (i = 0; i < AVMEDIA_TYPE_NB; i++) {
if (wanted_stream_spec[i] && st_index[i] == -1) {
av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "Stream specifier %s does not match any %s stream\n", wanted_stream_spec[i], av_get_media_type_string(i));
st_index[i] = INT_MAX;
}
}
//利用av_find_best_stream选择流，
if (!video_disable)
st_index[AVMEDIA_TYPE_VIDEO] =
av_find_best_stream(ic, AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
st_index[AVMEDIA_TYPE_VIDEO], -1, NULL, 0);
if (!audio_disable)
st_index[AVMEDIA_TYPE_AUDIO] =
av_find_best_stream(ic, AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
st_index[AVMEDIA_TYPE_AUDIO],
st_index[AVMEDIA_TYPE_VIDEO],
NULL, 0);
if (!video_disable && !subtitle_disable)
st_index[AVMEDIA_TYPE_SUBTITLE] =
av_find_best_stream(ic, AVMEDIA_TYPE_SUBTITLE,
st_index[AVMEDIA_TYPE_SUBTITLE],
(st_index[AVMEDIA_TYPE_AUDIO] >= 0 ?
st_index[AVMEDIA_TYPE_AUDIO] :
st_index[AVMEDIA_TYPE_VIDEO]),
NULL, 0);
- 如果⽤户没有指定流，或指定部分流，或指定流不存在，则主要由av_find_best_stream发挥作⽤。
- 如果指定了正确的wanted_stream_nb，⼀般情况都是直接返回该指定流，即⽤户选择的流。
- 如果指定了相关流，且未指定⽬标流的情况，会在相关流的同⼀个节⽬中查找所需类型的流，但⼀般结 果，都是返回该类型第1个流。
7 通过AVCodecParameters和av_guess_sample_aspect_ratio计算出显 示窗⼝的宽、⾼
具体流程如上所示，这⾥实质只是设置了 default_width、default_height 变量的⼤⼩，没有真正改变窗 ⼝的⼤⼩。真正调整窗⼝⼤⼩是在视频显示调⽤ video_open()函数进⾏设置。
//7 从待处理流中获取相关参数，设置显示窗⼝的宽度、⾼度及宽⾼⽐
if (st_index[AVMEDIA_TYPE_VIDEO] >= 0) {
AVStream *st = ic->streams[st_index[AVMEDIA_TYPE_VIDEO]];
AVCodecParameters *codecpar = st->codecpar;
/*根据流和帧宽⾼⽐猜测帧的样本宽⾼⽐。
* 由于帧宽⾼⽐由解码器设置，但流宽⾼⽐由解复⽤器设置，因此这两者可能不相等。
* 此函数会尝试返回待显示帧应当使⽤的宽⾼⽐值。
* 基本逻辑是优先使⽤流宽⾼⽐(前提是值是合理的)，其次使⽤帧宽⾼⽐。
* 这样，流宽⾼⽐(容器设置，易于修改)可以覆盖帧宽⾼⽐。
*/
AVRational sar = av_guess_sample_aspect_ratio(ic, st, NULL);
if (codecpar->width) {
// 设置显示窗⼝的⼤⼩和宽⾼⽐
set_default_window_size(codecpar->width, codecpar->height, sar);
}
}
8 stream_component_open()
经过以上步骤，⽂件打开成功，且获取了流的基本信息，并选择⾳频流、视频流、字幕流。接下来就可以 所选流对应的解码器了。
⾳频、视频、字幕等流都要调⽤ stream_component_open，他们直接有共同的流程，也有差异化的流
程，差异化流程使⽤switch进⾏区分。具体原型
int stream_component_open ( VideoState * is , int stream_index )；
stream_index
先是通过 avcodec_alloc_context3 分配了解码器上下⽂ AVCodecContex ，然后通过
avcodec_parameters_to_context 把所选流的解码参数赋给 avctx ，最后设了 time_base .
补充： avcodec_parameters_to_context 解码时⽤， avcodec_parameters_from_context则⽤于编
码
/* open a given stream. Return 0 if OK */
/**
* @brief stream_component_open
* @param is
* @param stream_index 流索引
* @return Return 0 if OK
*/
static int stream_component_open(VideoState *is, int stream_index)
{
AVFormatContext *ic = is->ic;
AVCodecContext *avctx;
AVCodec *codec;
const char *forced_codec_name = NULL;
AVDictionary *opts = NULL;
AVDictionaryEntry *t = NULL;
int sample_rate, nb_channels;
int64_t channel_layout;
int ret = 0;
int stream_lowres = lowres;
if (stream_index < 0 || stream_index >= ic->nb_streams)
return -1;
/* 为解码器分配一个编解码器上下文结构体 */
avctx = avcodec_alloc_context3(NULL);
if (!avctx)
return AVERROR(ENOMEM);
/* 将码流中的编解码器信息拷贝到新分配的编解码器上下文结构体 */
ret = avcodec_parameters_to_context(avctx, ic->streams[stream_index]->codecpar);
if (ret < 0)
goto fail;
// 设置pkt_timebase
avctx->pkt_timebase = ic->streams[stream_index]->time_base;
/* 根据codec_id查找解码器 */
codec = avcodec_find_decoder(avctx->codec_id);
switch(avctx->codec_type){
case AVMEDIA_TYPE_AUDIO : is->last_audio_stream = stream_index;
forced_codec_name = audio_codec_name; break;
case AVMEDIA_TYPE_SUBTITLE: is->last_subtitle_stream = stream_index;
forced_codec_name = subtitle_codec_name; break;
case AVMEDIA_TYPE_VIDEO : is->last_video_stream = stream_index;
forced_codec_name = video_codec_name; break;
}
if (forced_codec_name)
codec = avcodec_find_decoder_by_name(forced_codec_name);
if (!codec) {
if (forced_codec_name) av_log(NULL, AV_LOG_WARNING,
"No codec could be found with name '%s'\n", forced_codec_name);
else av_log(NULL, AV_LOG_WARNING,
"No decoder could be found for codec %s\n", avcodec_get_name(avctx->codec_id));
ret = AVERROR(EINVAL);
goto fail;
}
avctx->codec_id = codec->id;
if (stream_lowres > codec->max_lowres) {
av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "The maximum value for lowres supported by the decoder is %d\n",
codec->max_lowres);
stream_lowres = codec->max_lowres;
}
avctx->lowres = stream_lowres;
if (fast)
avctx->flags2 |= AV_CODEC_FLAG2_FAST;
opts = filter_codec_opts(codec_opts, avctx->codec_id, ic, ic->streams[stream_index], codec);
if (!av_dict_get(opts, "threads", NULL, 0))
av_dict_set(&opts, "threads", "auto", 0);
if (stream_lowres)
av_dict_set_int(&opts, "lowres", stream_lowres, 0);
if (avctx->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO || avctx->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO)
av_dict_set(&opts, "refcounted_frames", "1", 0);
if ((ret = avcodec_open2(avctx, codec, &opts)) < 0) {
goto fail;
}
if ((t = av_dict_get(opts, "", NULL, AV_DICT_IGNORE_SUFFIX))) {
av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "Option %s not found.\n", t->key);
ret = AVERROR_OPTION_NOT_FOUND;
goto fail;
}
is->eof = 0;
ic->streams[stream_index]->discard = AVDISCARD_DEFAULT;
switch (avctx->codec_type) {
case AVMEDIA_TYPE_AUDIO:
#if CONFIG_AVFILTER
{
AVFilterContext *sink;
is->audio_filter_src.freq = avctx->sample_rate;
is->audio_filter_src.channels = avctx->channels;
is->audio_filter_src.channel_layout = get_valid_channel_layout(avctx->channel_layout, avctx->channels);
is->audio_filter_src.fmt = avctx->sample_fmt;
if ((ret = configure_audio_filters(is, afilters, 0)) < 0)
goto fail;
sink = is->out_audio_filter;
sample_rate = av_buffersink_get_sample_rate(sink);
nb_channels = av_buffersink_get_channels(sink);
channel_layout = av_buffersink_get_channel_layout(sink);
}
#else
sample_rate = avctx->sample_rate;
nb_channels = avctx->channels;
channel_layout = avctx->channel_layout;
#endif
/* prepare audio output 准备音频输出*/
if ((ret = audio_open(is, channel_layout, nb_channels, sample_rate, &is->audio_tgt)) < 0)
goto fail;
is->audio_hw_buf_size = ret;
is->audio_src = is->audio_tgt;
is->audio_buf_size = 0;
is->audio_buf_index = 0;
/* init averaging filter 初始化averaging滤镜, 非audio master时使用 */
is->audio_diff_avg_coef = exp(log(0.01) / AUDIO_DIFF_AVG_NB);
is->audio_diff_avg_count = 0;
/* 由于我们没有精确的音频数据填充FIFO,故只有在大于该阈值时才进行校正音频同步*/
is->audio_diff_threshold = (double)(is->audio_hw_buf_size) / is->audio_tgt.bytes_per_sec;
is->audio_stream = stream_index; 获取audio的stream索引
is->audio_st = ic->streams[stream_index];// 获取audio的stream指针
// 初始化ffplay封装的⾳频解码器
decoder_init(&is->auddec, avctx, &is->audioq, is->continue_read_thread);
if ((is->ic->iformat->flags & (AVFMT_NOBINSEARCH | AVFMT_NOGENSEARCH | AVFMT_NO_BYTE_SEEK)) && !is->ic->iformat->read_seek) {
is->auddec.start_pts = is->audio_st->start_time;
is->auddec.start_pts_tb = is->audio_st->time_base;
}
// 启动⾳频解码线程
if ((ret = decoder_start(&is->auddec, audio_thread, "audio_decoder", is)) < 0)
goto out;
SDL_PauseAudioDevice(audio_dev, 0);
break;
case AVMEDIA_TYPE_VIDEO:
is->video_stream = stream_index;// 获取video的stream索引
is->video_st = ic->streams[stream_index];// 获取video的stream
// 初始化ffplay封装的视频解码器
decoder_init(&is->viddec, avctx, &is->videoq, is->continue_read_thread);
// 启动视频频解码线程
if ((ret = decoder_start(&is->viddec, video_thread, "video_decoder", is)) < 0)
goto out;
is->queue_attachments_req = 1;// 使能请求mp3、aac等⾳频⽂件的封⾯
break;
case AVMEDIA_TYPE_SUBTITLE:
is->subtitle_stream = stream_index;
is->subtitle_st = ic->streams[stream_index];
decoder_init(&is->subdec, avctx, &is->subtitleq, is->continue_read_thread);
if ((ret = decoder_start(&is->subdec, subtitle_thread, "subtitle_decoder", is)) < 0)
goto out;
break;
default:
break;
}
goto out;
fail:
avcodec_free_context(&avctx);
out:
av_dict_free(&opts);
return ret;
}
即根据具体的流类型，作特定的初始化。但不论哪种流，基本步骤都包括了ffplay封装的解码器的初始化和 启动解码器线程：
decoder_init 初始化解码器
- d->avctx = avctx; 绑定对应的解码器上下⽂
- d->queue = queue; 绑定对应的packet队列
- d->empty_queue_cond = empty_queue_cond; 绑定VideoState的continue_read_thread，当
- 解码线程没有packet可读时唤醒read_thread赶紧读取数据
- d->start_pts = AV_NOPTS_VALUE; 初始化start_pts
- d->pkt_serial = -1; 初始化pkt_serial
decoder_start启动解码器 - packet_queue_start 启⽤对应的packet 队列
- SDL_CreateThread 创建对应的解码线程
以上是准备的⼯作，我们再来看for循环。
二 For循环读取数据
主要包括以下步骤：
- 检测是否退出
- 检测是否暂停/继续
- 检测是否需要seek
- 检测video是否为attached_pic
- 检测队列是否已经有⾜够数据
- 检测码流是否已经播放结束
- a. 是否循环播放
- b. 是否⾃动退出
- 使⽤av_read_frame读取数据包
- 检测数据是否读取完毕
- 检测是否在播放范围内
- 到这步才将数据插⼊对应的队列
1. 检测是否退出
///1.检测是否退出
if (is->abort_request)
break;
2. 检测是否暂停/继续
///2. 检查是否暂停，这⾥的暂停、继续只是对⽹络流有意义
if (is->paused != is->last_paused) {
is->last_paused = is->paused;
if (is->paused)
is->read_pause_return = av_read_pause(ic);
else
av_read_play(ic);
}
av_read_pause(ic);方法和 av_read_play(ic);方法 的内部实现都是会调用真正的 解码器的方法int av_read_pause(AVFormatContext *s)
{
if (s->iformat->read_pause)
return s->iformat->read_pause(s);
if (s->pb)
return avio_pause(s->pb, 1);
return AVERROR(ENOSYS);
}
例如：⽐如rtsp rtsp_read_pause方法 和 rtsp_read_play方法
/* pause the stream */
static int rtsp_read_pause(AVFormatContext *s)
{
RTSPState *rt = s->priv_data;
RTSPMessageHeader reply1, *reply = &reply1;
if (rt->state != RTSP_STATE_STREAMING)
return 0;
else if (!(rt->server_type == RTSP_SERVER_REAL && rt->need_subscription)) {
ff_rtsp_send_cmd(s, "PAUSE", rt->control_uri, NULL, reply, NULL);
if (reply->status_code != RTSP_STATUS_OK) {
return ff_rtsp_averror(reply->status_code, -1);
}
}
rt->state = RTSP_STATE_PAUSED;
return 0;
}
static int rtsp_read_play(AVFormatContext *s)
{
RTSPState *rt = s->priv_data;
RTSPMessageHeader reply1, *reply = &reply1;
int i;
char cmd[MAX_URL_SIZE];
av_log(s, AV_LOG_DEBUG, "hello state=%d\n", rt->state);
rt->nb_byes = 0;
if (rt->lower_transport == RTSP_LOWER_TRANSPORT_UDP) {
for (i = 0; i < rt->nb_rtsp_streams; i++) {
RTSPStream *rtsp_st = rt->rtsp_streams[i];
/* Try to initialize the connection state in a
* potential NAT router by sending dummy packets.
* RTP/RTCP dummy packets are used for RDT, too.
*/
if (rtsp_st->rtp_handle &&
!(rt->server_type == RTSP_SERVER_WMS && i > 1))
ff_rtp_send_punch_packets(rtsp_st->rtp_handle);
}
}
if (!(rt->server_type == RTSP_SERVER_REAL && rt->need_subscription)) {
if (rt->transport == RTSP_TRANSPORT_RTP) {
for (i = 0; i < rt->nb_rtsp_streams; i++) {
RTSPStream *rtsp_st = rt->rtsp_streams[i];
RTPDemuxContext *rtpctx = rtsp_st->transport_priv;
if (!rtpctx)
continue;
ff_rtp_reset_packet_queue(rtpctx);
rtpctx->last_rtcp_ntp_time = AV_NOPTS_VALUE;
rtpctx->first_rtcp_ntp_time = AV_NOPTS_VALUE;
rtpctx->base_timestamp = 0;
rtpctx->timestamp = 0;
rtpctx->unwrapped_timestamp = 0;
rtpctx->rtcp_ts_offset = 0;
}
}
if (rt->state == RTSP_STATE_PAUSED) {
cmd[0] = 0;
} else {
snprintf(cmd, sizeof(cmd),
"Range: npt=%"PRId64".%03"PRId64"-\r\n",
rt->seek_timestamp / AV_TIME_BASE,
rt->seek_timestamp / (AV_TIME_BASE / 1000) % 1000);
}
ff_rtsp_send_cmd(s, "PLAY", rt->control_uri, cmd, reply, NULL);
if (reply->status_code != RTSP_STATUS_OK) {
return ff_rtsp_averror(reply->status_code, -1);
}
if (rt->transport == RTSP_TRANSPORT_RTP &&
reply->range_start != AV_NOPTS_VALUE) {
for (i = 0; i < rt->nb_rtsp_streams; i++) {
RTSPStream *rtsp_st = rt->rtsp_streams[i];
RTPDemuxContext *rtpctx = rtsp_st->transport_priv;
AVStream *st = NULL;
if (!rtpctx || rtsp_st->stream_index < 0)
continue;
st = s->streams[rtsp_st->stream_index];
rtpctx->range_start_offset =
av_rescale_q(reply->range_start, AV_TIME_BASE_Q,
st->time_base);
}
}
}
rt->state = RTSP_STATE_STREAMING;
return 0;
}
3. 检测是否需要seek
主要的seek操作通过avformat_seek_file完成（该函数的具体使⽤在播放控制seek时做详解）。根据 avformat_seek_file的返回值，如果seek成功，需要：
-
清除PacketQueue的缓存，并放⼊⼀个flush_pkt。放⼊的flush_pkt可以让PacketQueue的serial增1，以区分seek前后的数据（PacketQueue函数的分析 0 ），该flush_pkt也会触发解码器重新刷新解码 器缓存avcodec_flush_buffers()，以避免解码时使⽤了原来的buffer作为参考⽽出现⻢赛克。
-
同步外部时钟。在后续⾳视频同步的课程中再具体分析。
这⾥还要注意：如果播放器本身是pause的状态，则
if (is->paused)
step_to_next_frame(is); // 如果本身是pause状态的则显示⼀帧继续暂停if (is->seek_req) { // 是否有seek请求 int64_t seek_target = is->seek_pos; int64_t seek_min = is->seek_rel > 0 ? seek_target - is->seek_rel + 2: INT64_MIN; int64_t seek_max = is->seek_rel < 0 ? seek_target - is->seek_rel - 2: INT64_MAX; // FIXME the +-2 is due to rounding being not done in the correct direction in generation // of the seek_pos/seek_rel variables // 修复由于四舍五入，没有再seek_pos/seek_rel变量的正确方向上进行 ret = avformat_seek_file(is->ic, -1, seek_min, seek_target, seek_max, is->seek_flags); if (ret < 0) { av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "%s: error while seeking\n", is->ic->url); } else { /* seek的时候，要把原先的数据情况，并重启解码器，put flush_pkt的目的是告知解码线程需要 * reset decoder */ if (is->audio_stream >= 0) { // 如果有音频流 packet_queue_flush(&is->audioq); // 清空packet队列数据 // 放入flush pkt, 用来开起新的一个播放序列, 解码器读取到flush_pkt也清空解码器 packet_queue_put(&is->audioq, &flush_pkt); } if (is->subtitle_stream >= 0) { // 如果有字幕流 packet_queue_flush(&is->subtitleq); // 和上同理 packet_queue_put(&is->subtitleq, &flush_pkt); } if (is->video_stream >= 0) { // 如果有视频流 packet_queue_flush(&is->videoq); // 和上同理 packet_queue_put(&is->videoq, &flush_pkt); } if (is->seek_flags & AVSEEK_FLAG_BYTE) { set_clock(&is->extclk, NAN, 0); } else { set_clock(&is->extclk, seek_target / (double)AV_TIME_BASE, 0); } } is->seek_req = 0; is->queue_attachments_req = 1; is->eof = 0; if (is->paused) step_to_next_frame(is);// 如果本身是pause状态的则显示⼀帧继续暂停 }
4. 检测video是否为attached_pic
AV_DISPOSITION_ATTACHED_PIC 是⼀个标志。如果⼀个流中含有这个标志的话，那么就是说这个流 是 *.mp3等 ⽂件中的⼀个 Video Stream 。并且该流只有⼀个 AVPacket ，也就是
attached_pic 。这个 AVPacket 中所存储的内容就是这个 *.mp3等 ⽂件的封⾯图⽚。
因此，也可以很好的解释了⽂章开头提到的为什么 st->disposition &
AV_DISPOSITION_ATTACHED_PIC 这个操作可以决定是否可以继续向缓冲区中添加 AVPacket 。
if (is->queue_attachments_req) {
// attached_pic 附带的图片。比如说一些MP3，AAC音频文件附带的专辑封面，所以需要注意的是音频文件不一定只存在音频流本身
if (is->video_st && is->video_st->disposition & AV_DISPOSITION_ATTACHED_PIC) {
AVPacket copy = { 0 };
if ((ret = av_packet_ref(©, &is->video_st->attached_pic)) < 0)
goto fail;
packet_queue_put(&is->videoq, ©);
packet_queue_put_nullpacket(&is->videoq, is->video_stream);
}
is->queue_attachments_req = 0;
}
5. 检测队列是否已经有⾜够数据
⾳频、视频、字幕队列都不是⽆限⼤的，如果不加以限制⼀直往队列放⼊packet，那将导致队列占⽤⼤量 的内存空间，影响系统的性能，所以必须对队列的缓存⼤⼩进⾏控制。
PacketQueue默认情况下会有⼤⼩限制，达到这个⼤⼩后，就需要等待10ms，以让消费者------解码线程 能有时间消耗。
/* if the queue are full, no need to read more */
/* 缓存队列有足够的包，不需要继续读取数据 */
if (infinite_buffer<1 &&
(is->audioq.size + is->videoq.size + is->subtitleq.size > MAX_QUEUE_SIZE
|| (stream_has_enough_packets(is->audio_st, is->audio_stream, &is->audioq) &&
stream_has_enough_packets(is->video_st, is->video_stream, &is->videoq) &&
stream_has_enough_packets(is->subtitle_st, is->subtitle_stream, &is->subtitleq)))) {
/* wait 10 ms */
SDL_LockMutex(wait_mutex);
// 如果没有唤醒则超时10ms退出，比如在seek操作时这里会被唤醒
SDL_CondWaitTimeout(is->continue_read_thread, wait_mutex, 10);
SDL_UnlockMutex(wait_mutex);
continue;
}
缓冲区满有两种可能：
-
audioq，videoq，subtitleq三个PacketQueue的总字节数达到了 MAX_QUEUE_SIZE （15M，为什么 是15M？这⾥只是⼀个经验计算值，⽐如4K视频的码率以50Mbps计算，则15MB可以缓存2.4秒，从 这么计算实际上如果我们真的是播放4K⽚源，15MB是偏⼩的数值，有些⽚源⽐较坑 同⼀个⽂件位置 附近的pts差值超过5秒，此时如果视频要缓存5秒才能做同步，那15MB的缓存⼤⼩就不够了）
-
⾳频、视频、字幕流都已有够⽤的包（stream_has_enough_packets）， 注意：3者要同时成⽴
第⼀种好理解，看下第⼆种中的stream_has_enough_packets：static int stream_has_enough_packets(AVStream *st, int stream_id, PacketQueue *queue) {
return stream_id < 0 || ///没有该流
queue->abort_request || /// 请求退出
(st->disposition & AV_DISPOSITION_ATTACHED_PIC) || /// 是ATTACHED_PIC
queue->nb_packets > MIN_FRAMES ///packet数量大于25
&& (!queue->duration || /// 满⾜PacketQueue总时⻓为0
av_q2d(st->time_base) * queue->duration > 1.0);///或总时⻓超过1s
}
有这么⼏种情况包是够⽤的：
-
- 流没有打开（stream_id < 0），没有相应的流返回逻辑true
-
- 有退出请求（queue->abort_request）
-
- 配置了AV_DISPOSITION_ATTACHED_PIC
-
- packet队列内包个数⼤于MIN_FRAMES（>25），并满⾜PacketQueue总时⻓为0或总时⻓超过1s
思路：
- 总数据⼤⼩
- 每个packet队列的情况。
6. 检测码流是否已经播放结
⾮暂停状态才进⼀步检测码流是否已经播放完毕（注意： 数据播放完毕 和码流 数据读取完毕 是两个概 念。）
PacketQueue和FrameQueue都消耗完毕，才是真正的播放完毕
if (!is->paused && // 非暂停
// 这里的执行是因为码流读取完毕后 插入空包所致
(!is->audio_st || (is->auddec.finished == is->audioq.serial && frame_queue_nb_remaining(&is->sampq) == 0)) &&
(!is->video_st || (is->viddec.finished == is->videoq.serial && frame_queue_nb_remaining(&is->pictq) == 0))) {
if (loop != 1 && (!loop || --loop)) {
stream_seek(is, start_time != AV_NOPTS_VALUE ? start_time : 0, 0, 0);
} else if (autoexit) {
ret = AVERROR_EOF;
goto fail;
}
}
这⾥判断播放已完成的条件需要同时满⾜满⾜：
- 不在暂停状态
- ⾳频未打开；或者打开了，但是解码已解完所有packet，⾃定义的解码器（decoder）serial等于
PacketQueue的serial，并且FrameQueue中没有数据帧
PacketQueue.serial -> packet.serail -> decoder.pkt_serial
decoder.finished = decoder.pkt_serial
is->auddec.finished == is->audioq.serial 最新的播放序列的packet都解码完毕
frame_queue_nb_remaining(&is->sampq) == 0 对应解码后的数据也播放完毕 - 视频未打开；或者打开了，但是解码已解完所有packet，⾃定义的解码器（decoder）serial等于
PacketQueue的serial，并且FrameQueue中没有数据帧。
在确认⽬前码流已播放结束的情况下 ，⽤户有两个变量可以控制播放器⾏为： - loop: 控制播放次数（当前这次也算在内，也就是最⼩就是1次了），0表示⽆限次
- autoexit：⾃动退出，也就是播放完成后⾃动退出。
loop条件简化的⾮常不友好，其意思是：如果loop==1，那么已经播了1次了，⽆需再seek重新播放；如果 loop不是1，==0，随意，⽆限次循环；减1后还⼤于0（--loop），也允许循环
a. 是否循环播放
如果循环播放，即是将⽂件seek到起始位置 stream_seek(is, start_time != AV_NOPTS_VALUE ?
start_time : 0, 0, 0); ，这⾥讲的的起始位置不⼀定是从头开始，具体也要看⽤户是否指定了起始播放位 置
b. 是否⾃动退出
如果播放完毕⾃动退出
7. 使⽤av_read_frame读取数据包
读取数据包很简单，但要注意传⼊的packet，av_read_frame不会释放其数据，⽽是每次都重新申请数据。
/* 7.读取媒体数据，得到的是音视频分离后、解码前的数据 */
ret = av_read_frame(ic, pkt); // 调用不会释放pkt的数据，都是自己重新申请
8. 检测数据是否读取完毕
数据读取完毕后，放对应⾳频、视频、字幕队列插⼊"空包"，以通知解码器冲刷buffer，将缓存的所有数 据都解出来frame并去出来。
然后继续在for{}循环，直到收到退出命令，或者loop播放，或者seek等操作
if (ret < 0) {
if ((ret == AVERROR_EOF || avio_feof(ic->pb)) && !is->eof) {
// 插入空包说明码流数据读取完毕了，之前讲解码的时候说过刷空包是为了从解码器把所有帧都读出来
if (is->video_stream >= 0)
packet_queue_put_nullpacket(&is->videoq, is->video_stream);
if (is->audio_stream >= 0)
packet_queue_put_nullpacket(&is->audioq, is->audio_stream);
if (is->subtitle_stream >= 0)
packet_queue_put_nullpacket(&is->subtitleq, is->subtitle_stream);
is->eof = 1; // 文件读取完毕
}
if (ic->pb && ic->pb->error)
break;
SDL_LockMutex(wait_mutex);
SDL_CondWaitTimeout(is->continue_read_thread, wait_mutex, 10);
SDL_UnlockMutex(wait_mutex);
continue; // 继续循环,保证线程的运行，比如要seek到某个位置播放可以继续响应
} else {
is->eof = 0;
}
9. 检测是否在播放范围内
播放器可以设置：-ss 起始位置，以及 -t 播放时⻓
// 9 检测是否在播放范围内
/* check if packet is in play range specified by user, then queue, otherwise discard */
stream_start_time = ic->streams[pkt->stream_index]->start_time;
pkt_ts = pkt->pts == AV_NOPTS_VALUE ? pkt->dts : pkt->pts;
// 这里的duration是在命令行时用来指定播放长度
pkt_in_play_range = duration == AV_NOPTS_VALUE ||
(pkt_ts - (stream_start_time != AV_NOPTS_VALUE ? stream_start_time : 0)) *
av_q2d(ic->streams[pkt->stream_index]->time_base) -
(double)(start_time != AV_NOPTS_VALUE ? start_time : 0) / 1000000
<= ((double)duration / 1000000);
从流获取的参数：
stream_start_time：是从当前流AVStream->start_time获取到的时间，如果没有定义具体的值则默
认为AV_NOPTS_VALUE，即该值是⽆效的；那stream_start_time有意义的就是0值；
pkt_ts：当前packet的时间戳，pts有效就⽤pts的，pts⽆效就⽤dts的；
ffplay播放的参数
duration： 使⽤"-t value"指定的播放时⻓，默认值 AV_NOPTS_VALUE，即该值⽆效不⽤参考
start_time：使⽤"-ss value"指定播放的起始位置，默认 AV_NOPTS_VALUE，即该值⽆效不⽤参考
pkt_in_play_range的值为0或1
当没有指定duration播放时⻓时，很显然duration == AV_NOPTS_VALUE的逻辑值为1，所以
pkt_in_play_range为1；
当duration被指定（-t value）且有效时，主要判断
(pkt_ts - (stream_start_time != AV_NOPTS_VALUE ? stream_start_time :
0)) *
av_q2d(ic->streams[pkt->stream_index]->time_base) -
(double)(start_time != AV_NOPTS_VALUE ? start_time : 0) / 1000000
<= ((double)duration / 1000000);
实质就是当前时间戳 pkt_ts - start_time 是否 < duration，这⾥分为：
stream_start_time是否有效：有效就⽤实际值，⽆效就是从0开始
start_time 是否有效，有效就⽤实际值，⽆效就是从0开始
即是pkt_ts - stream_start_time - start_time < duration （为了简单，这⾥没有考虑时间单位）
10. 到这步才将数据插⼊对应的队列
1 // 10 将⾳视频数据分别送⼊相应的 queue 中
这⾥的代码就很直⽩了，将packet放⼊到对应的PacketQueue
// 10 将⾳视频数据分别送⼊相应的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->disposition & AV_DISPOSITION_ATTACHED_PIC)) {
//printf("pkt pts:%ld, dts:%ld\n", pkt->pts, pkt->dts);
packet_queue_put(&is->videoq, pkt);
} else if (pkt->stream_index == is->subtitle_stream && pkt_in_play_range) {
packet_queue_put(&is->subtitleq, pkt);
} else {
av_packet_unref(pkt);// C++ share_ptr
}
三 退出线程处理
主要包括以下步骤：
- 如果解复⽤器有打开则关闭avformat_close_input
- 调⽤SDL_PushEvent发送退出事件 FF_QUIT_EVENT
a. 发送的 FF_QUIT_EVENT退出播放事件由 event_loop()函数相应，收到 FF_QUIT_EVENT后调⽤
do_exit()做退出操作。 - 消耗互斥量 wait_mutex