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【学习】从零开始的音视频开发(9)——NuPlayer

2022-04-23 07:16:00 【Panic Lin】

NuPlayer基于StagefrightPlayer的基础类构建，利用了底层的ALooper/AHandler机制来进行异步解码播放，Alooper轮循队列中的消息，把消息推送到AHandler处理，最后通过handleMessage函数回调，做相应的逻辑处理

NuPlayer整体结构

MediaPlayerFactory通过工厂模式创建NuPlayerFactory，然后通过NuPlayerFactory创建NuPlayerDriver，接着通过NuPlayerDriver构建一个NuPlayer,NuPlayer作为播放器，其中设计数据解析、解码、渲染等过程

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NuPlayer的构建过程

在上层调用setDataSource函数后，开始到达MediaPlayerService的setDataSource函数，通过getPlayerType函数获取播放器类型

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播放器类型枚举如下

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这时再回到MediaPlayerFactory中看看getPlayerType函数
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接下来进入一个宏函数，宏的主要作用是替换，提高代码的执行效率，因为其省去了分配和释放栈帧、传参、传返回值等一系列工作
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这个宏函数的标示遍历map中存放的播放器工厂类，调用scoreFactory可以得到播放器的播放能力，如果是NuPlayer，默认有一个0.8的值，返回的ret就是NuPlayerFactory对象，如果得到的值为0.0，就进入getDefaultPlayerType函数
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默认也是NuPlayerFactory

针对NuPlayerFactory不会直接创建NuPlayer，而是在NuPlayerDriver的构造函数中创建一个NuPlayerDriver
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在NuPlayerDriver的构造函数中，创建了一个NuPlayer，NuPlayerDriver是对NuPlayer的封装，继承MediaPlayerInterface接口。通过NuPlayer可以实现播放功能，主要用于通知上面的流程

NuPlayer继承自AHandler，并且引入了AMessage，通过ALooper来处理消息，比如它的prepareAsync函数
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实际就是发送一个kWhatPrepare消息。在onMessageReceived函数中，收到消息并进行处理(该函数太长，仅摘取kWhatPrepare部分分析)
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NuPlayer的数据解析模块

解析的模块主要是NuPlayerSource以及继承它的几个类，如HTTPLiveSource、RTSPSource、GenericSource等

在NuPlayer中调用setDataSourceAsync函数后
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这里会根据不同协议选择不同的Source对象，有了这个Source对象后，发送kWhatSetDataSource消息(下图同样只是该函数部分截图)
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通过具体的Source解析完数据，再把Source强制转换成mSource给Decoder使用，这时里面就包含了数据相关信息，其中的一个HTTPLiveSource，主要用于解析HLS协议
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当调用HTTPLiveSource的prepareAsync函数时

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内部主要构建了一个LiveSession对象，通过LiveSession内部的connectAsync函数，创建一个会话

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查看onConnect函数
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网络请求，开始取播放列表，在取到播放列表后进行回调(下图是回调函数)
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上面的代码主要是根据URL返回的M3U文件，获取对应的BandwidthItem，如果熟悉M3U文件，可以知道M3U文件有一级索引和二级索引，下图是一些举例
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其主要作用是动态码率适应，BANDWIDTH越大，分辨率越高。BINDWIDTH实际上就是带宽

若想获得某个Track的信息，得到视频、音频、字幕相关信息，可以通过LiveSession的getTrackInfo函数
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到此数据解析模块完成，视频源的主要作用都是得到音视频数据信息，最终通过mSource变量传递给解码器

NuPlayer的解码模块

它引入了NuPlayerDecoderBase，这是一个基类，真正的解码器逻辑在NuPlayerDecoder.cpp中，它继承了这个基类，下面先查看实例化解码器

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上面的代码构造了Decoder对象，且进行了初始化和构建解码器

由于NuPlayerDecoder继承自NuPlayerDecoderBase类，所以Configure函数会执行NuPlayerDecoder的Configure函数，最终回调onConfigure函数，其位于NuPlayerDecoder.cpp中

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从onConfigure函数可以看到，NuPlayerDecoder引入了MediaCodec作为解码器。通过CreateByType/CreateByComponentName创建了Codec对象。

NuPlayer的渲染模块

主要功能

1.将音视频原始数据缓存到队列
2.音频数据消耗播放
3.视频数据消耗显示
4.音视频同步
5.播放器控制

将音视频原始数据缓存到队列，在NuPlayerRenderer.h中，存在一个QueueEntry结构体和两个队列
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数据在onQueueBuffer函数中进行添加
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而音频的播放在NuPlayerRenderer中，会先调用openAudioSink函数
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发送一个kWhatOpenAudioSink消息，收到消息后进行如下处理
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调用onOpenAudioSink函数
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这里打开了AudioSink(音频后端)。当将音频数据放入音频队列时，会接着调用postDrainAudioQueue_l函数
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上图代码发送了一个kWhatDrainAudioQueue
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主要是有一个进行判断的onDrainAudioQueue函数，判断是否需要重新向AudioSink写入数据
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到这里，这个音频播放流程如下：先打开音频后端，然后当向音频队列中发送数据，音频队列同时向音频后端写入数据，以供播放音频

视频显示的话，同样是在视频原始数据进入视频队列后，开始执行postDrainVideoQueue函数

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这里先发送一个kWhatDrainVideoQueue的消息，然后进行音视频同步，发送消息后会出发调用onDrainVideoQueue

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NuPlayer::Renderer使用的是以视频为基准的同步机制，解码后的音频数据时间戳如果大于视频数据时间戳，直接丢弃音频包，然后直接渲染视频。同步机制主要位于视频缓冲区处理部分的onDrainVideoQueue和音频缓冲区处理部分的onDrainVideoQueue中。音视频的渲染都采用类似定时器的机制，只不过视频显示需要依赖于实际解码器，音频播放需要依赖于AudioSink接口

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