定制化 Live555 实战：按需开发低耗 RTSP 服务器，完美适配 C# 项目

一、Live555 框架核心认知

Live555 是开源的 C++ 多媒体流处理库，专注实时音视频传输，深耕 RTSP/RTP/RTCP 协议栈，是嵌入式设备、服务器端实时流应用的经典解决方案。其核心价值在于提供成熟的流媒体协议实现与音视频封装 / 解封装能力，无需开发者从零构建协议细节。

但 Live555 存在明显痛点："为协议实现而生，而非为开发者使用而生"。它优先保障协议兼容性和底层稳定性，却忽视了易用性设计，架构缺乏灵活扩展层 ------ 即便是修改流参数、新增自定义数据源这类简单需求，也需深入底层源码，定制化开发成本远高于现代流媒体框架。

二、Live555 性能实测

实测两路高清流并发播放，CPU 占用≤1%，内存占用极小，充分彰显了 Live555 底层架构的优异性能，为高并发、资源受限场景（如嵌入式设备）提供了可靠支撑。

三、基于 Live555 的定制化实践之路

尽管市面上多数 RTSP 服务器均基于 Live555 开发，但框架接口偏底层、定制化门槛高，常让开发者望而却步。然而 "合适的才是最好的"------Live555 对 RTSP/RTP/RTCP 协议的原生支持、跨平台轻量级特性，仍是定制化 RTSP 服务器的最优底层选择。只要吃透其核心架构与运行逻辑，就能按需打磨出适配不同业务场景的高性能服务器。

本人花费数周时间逐行梳理 Live555 源码，从事件驱动的 TaskScheduler 调度机制、FramedSource/RTPSink 数据流转链路，到 MediaSession 会话管理、RTSPServer 客户端交互流程，全面拆解底层原理：小到 H.264 NALU 分片的 RTP 封装细节，大到多客户端并发的事件循环处理，逐一厘清组件间依赖关系与生命周期管理规则。

在完全掌握核心逻辑后，完成了定制化 RTSP 服务器开发，针对性解决了原生框架 "接口不友好、跨语言调用难" 的痛点：

1. 接口封装轻量化：剥离底层复杂虚函数调用链，封装出简洁核心接口（服务初始化、流会话创建、数据推送等），屏蔽组件耦合、内存管理、协议交互等细节，降低二次开发门槛；

1. 跨语言调用适配：专为 C# 场景适配，通过 C 接口封装实现.NET 生态直接调用，既保留 Live555 高性能，又兼顾 C# 开发便捷性；

1. 场景化定制扩展：支持自定义 RTSP 认证、UDP/TCP 一键切换、RTP 包大小动态适配 MTU 等功能，适配嵌入式轻量部署与企业级高并发场景。

四、核心接口设计（完整头文件）

封装后的 C 语言接口仅 4 个核心函数，覆盖 RTSP 服务器全生命周期管理，适配 Windows/Linux 跨平台，且提供清晰注释与错误码机制：

// 头文件防护，避免重复包含
#ifndef LIB_RTSP_SERVER_API_H
#define LIB_RTSP_SERVER_API_H

// 类型定义：统一跨平台数据类型，避免编译器/系统差异
typedef long long INT64;  // 64位句柄（标识独立服务器实例，隔离多实例）
typedef int INT32;        // 32位整型（返回码、端口、长度等）

// 导出宏定义：适配Windows/Linux动态库导出规则
#ifdef _WIN32
#define LibRtspServerApi __declspec(dllexport)  // Windows下导出函数
#else
#define LibRtspServerApi __attribute__((visibility("default")))  // Linux下导出函数
#endif

#ifdef __cplusplus
extern "C" {  // 外部C链接声明：避免C++名称修饰，保证C#正确找到函数入口
#endif

/**
 * @brief 创建RTSP服务器实例句柄
 * @details 初始化Live555核心组件（TaskScheduler、UsageEnvironment、RTSPServer核心对象），
 *          生成唯一64位句柄标识服务器实例，支持多实例独立运行
 * @return INT64 成功返回非0句柄值，失败返回0（如内存不足、核心组件初始化失败）
 * @note 每个句柄对应独立服务器实例，需成对调用创建与销毁接口（建议补充Rtsp_DestroyHandle）
 */
LibRtspServerApi INT64 Rtsp_CreateHandle();

/**
 * @brief 启动RTSP服务器监听
 * @details 绑定指定端口并启动事件循环，开始监听客户端RTSP连接请求（OPTIONS/DESCRIBE/SETUP/PLAY等）
 * @param handle 【入】Rtsp_CreateHandle返回的服务器实例句柄，无效句柄返回失败
 * @param port   【入】RTSP服务监听端口（标准端口554，需确保端口未被占用）
 * @return INT32 成功返回0，失败返回错误码（-1：句柄无效，-2：端口绑定失败，-3：事件循环启动失败）
 * @note 1. Linux下554端口需root权限；2. 单实例仅支持绑定一个端口
 */
LibRtspServerApi INT32 Rtsp_Start(INT64 handle, INT32 port);

/**
 * @brief 添加RTSP流地址（URL）
 * @details 为指定服务器实例创建MediaSession和H264媒体子会话，生成可访问RTSP URL（格式：rtsp://[IP]:[port]/[streamName]）
 * @param handle     【入】RTSP服务器实例句柄
 * @param streamName 【入】流名称（自定义字符串，如"live/stream1"），URL路径部分需唯一
 * @return INT32 成功返回0，失败返回错误码（-1：句柄无效，-2：streamName为空，-3：流名称已存在，-4：MediaSession创建失败）
 * @note 1. streamName建议用"/"分层（符合RTSP URL规范）；2. 需在Rtsp_Start后调用
 */
LibRtspServerApi INT32 Rtsp_AddUrl(INT64 handle, char* streamName);

/**
 * @brief 向指定RTSP流写入H264裸数据
 * @details 将含NALU起始码的H264裸流数据送入Live555解析器，封装为RTP包推送给已连接客户端
 * @param handle     【入】RTSP服务器实例句柄
 * @param streamName 【入】已添加的流名称（需与Rtsp_AddUrl一致）
 * @param buffer     【入】H264数据缓冲区指针（含0x000001或0x00000001 NALU起始码）
 * @param bufferLen  【入】缓冲区长度（字节数），需>0且≤1456（MTU-12）
 * @return INT32 成功返回0，失败返回错误码（-1：句柄无效，-2：streamName不存在，-3：buffer为空，-4：bufferLen≤0，-5：H264数据解析失败）
 * @note 1. 数据需为完整NALU单元或FU-A分片；2. 推送频率需匹配帧率避免卡顿；3. 支持多线程写入（内置互斥保护）
 */
LibRtspServerApi INT32 Rtsp_AddH264(INT64 handle, char* streamName, char* buffer, INT32 bufferLen);

#ifdef __cplusplus
}
#endif

#endif // LIB_RTSP_SERVER_API_H

五、C# 调用适配说明（完整示例）

这套 C 接口专为跨语言设计，C# 可通过 DllImport 直接导入动态库（.dll/.so），无需额外中间层，以下是完整调用示例与关键说明：

1. C# 调用代码

using System;
using System.Runtime.InteropServices;

namespace RtspServerClient
{
    /// <summary>
    /// RTSP服务器C#调用封装类
    /// >
    public class RtspServerApi
    {
        // 加载动态库（Windows下为RtspServer.dll，Linux下为libRtspServer.so）
        private const string DllPath = "RtspServer.dll";

        ///         /// 创建RTSP服务器实例句柄
        ///  0句柄，失败返回0 [DllImport(DllPath, CallingConvention = CallingConvention.Cdecl, CharSet = CharSet.Ansi)]
        public static extern long Rtsp_CreateHandle();

        ///  启动RTSP服务器
        ///         /// handle">服务器实例句柄</param>
        /// 监听端口（默认554）        /// 返回0，失败返回错误码 [DllImport(DllPath, CallingConvention = CallingConvention.Cdecl, CharSet = CharSet.Ansi)]
        public static extern int Rtsp_Start(long handle, int port);

        /// >
        /// 添加RTSP流地址
        ///  服务器实例句柄</param>
        /// <param name="streamName">流名称（如"live/stream1"）</param>
        /// >成功返回0，失败返回错误码
        [DllImport(DllPath, CallingConvention = CallingConvention.Cdecl, CharSet = CharSet.Ansi)]
        public static extern int Rtsp_AddUrl(long handle, string streamName);

        ///  /// 写入H264数据到指定流
        ///         /// handle">服务器实例句柄</param>
        /// ">流名称
        /// ="buffer">H264数据缓冲区
        /// ="bufferLen">缓冲区长度</param>
        /// ，失败返回错误码</returns>
        [DllImport(DllPath, CallingConvention = CallingConvention.Cdecl, CharSet = CharSet.Ansi)]
        public static extern int Rtsp_AddH264(long handle, string streamName, byte[] buffer, int bufferLen);

        // --------------- 调用示例 ---------------
        public static void TestRtspServer()
        {
            // 1. 创建服务器句柄
            long handle = Rtsp_CreateHandle();
            if (handle == 0)
            {
                Console.WriteLine("创建RTSP服务器句柄失败");
                return;
            }

            // 2. 启动服务器（监听554端口）
            int startRet = Rtsp_Start(handle, 554);
            if (startRet != 0)
            {
                Console.WriteLine($"启动RTSP服务器失败，错误码：{startRet}");
                return;
            }
            Console.WriteLine("RTSP服务器启动成功，端口：554");

            // 3. 添加流地址（可访问地址：rtsp://本机IP:554/live/stream1）
            int addUrlRet = Rtsp_AddUrl(handle, "live/stream1");
            if (addUrlRet != 0)
            {
                Console.WriteLine($"添加流地址失败，错误码：{addUrlRet}");
                return;
            }

            // 4. 模拟写入H264数据（实际场景替换为真实H264裸流数据）
            byte[] h264Data = GetH264NaluData(); 
            int sendRet = Rtsp_AddH264(handle, "live/stream1", h264Data, h264Data.Length);
            if (sendRet != 0)
            {
                Console.WriteLine($"写入H264数据失败，错误码：{sendRet}");
            }
            else
            {
                Console.WriteLine("H264数据写入成功");
            }
        }

        /// 
        /// 模拟获取H264 NALU数据（实际需从文件/设备采集）
        ///         private static byte[] GetH264NaluData()
        {
            // 示例：0x00000001为NALU起始码，后续为H264 NALU数据（需替换为真实数据）
            return new byte[] { 0x00, 0x00, 0x00, 0x01, 0x67, 0x42, 0x00, 0x1E, 0x9A, 0x69, 0x00, 0x78, 0x00, 0x00, 0x03, 0x00, 0x40, 0x00, 0x00, 0x07, 0x80, 0x00, 0x00, 0x1E, 0x8F, 0x18, 0x22, 0x7E };
        }
    }
}

2. C# 调用关键注意事项

• 调用约定：必须指定 CallingConvention.Cdecl，与 C 接口保持一致，避免栈溢出；

• 字符集：CharSet.Ansi 匹配 C 端 char* 编码规则；

• 类型映射：C 的 INT64→C# long、INT32→int、缓冲区 char*→byte[]；

• 动态库部署 ：Windows 需将 RtspServer.dll 放入运行目录；Linux 需将 libRtspServer.so 放入 /usr/lib 或配置环境变量；

• 资源释放：建议补充 Rtsp_DestroyHandle 接口，使用后调用释放资源，避免内存泄漏。

六、核心接口优势总结

本套基于 Live555 封装的 C 接口，兼具 易用性、高性能、跨语言适配性 三大核心优势，是.NET 生态快速集成 RTSP 服务器能力的最优选择：

1. 极简易用：开箱即用，门槛极低

遵循 "最小化调用链路" 原则，4 个函数完成全生命周期管理：

• 两步创建并启动服务器，无需关注底层组件初始化；

• 一行代码添加流地址，自动完成会话封装；

• 直接传入 H264 裸数据即可推送，屏蔽所有底层细节。

接口无冗余参数，错误码直观，仅通过注释就能快速上手。

2. 高性能：继承原生优势，适配高并发

• 复用 Live555 工业级事件驱动模型，多客户端并发无额外线程开销；

• H264 传输适配 MTU 优化，UDP/TCP 自动适配，降低丢包卡顿；

• 线程安全设计，支持多线程写入，适配实时采集、高帧率推流；

• 轻量级封装无性能损耗，完全保留嵌入式 / 服务器端高性能表现。

3. 无缝适配 C#：跨语言调用零成本

• 标准 C 接口规避 C++ 名称修饰问题，DllImport 直接导入；

• 数据类型严格对齐，无需手动转换；

• 调用细节全适配 C# 规则，无需关注跨语言交互，专注业务逻辑。

总结

本套接口既解决了原生 Live555"接口不友好、定制难" 的痛点，又保留了其高性能、协议兼容性强的核心优势，同时实现与 C# 的无缝对接。无论是快速搭建轻量级 RTSP 服务器，还是定制化开发高并发、多场景的流媒体服务，都能以极低的开发成本实现高效集成，为.NET 开发者提供了一条便捷的 RTSP 服务器落地路径。