七牛直播雲在 2016 年 6 月發佈之後，幫助廣大客戶解決過形形色色的問題，如直播卡頓、馬賽克、花屏、黑屏、雜音、音畫不同步等等等等，這其中，有一些是網絡原因，有一些是開發者的使用姿勢問題，有一些是參數配置錯誤，當然，也有一些是 SDK 本身的問題。
總結下來，如果開發者能夠對直播領域的一些基礎知識有更深入的瞭解，掌握一些基本的排障手段，很多問題是能夠很快自行解決的，甚至也能夠更好地防患於未然。
因此，繼《直播技術詳解》系列文章之後，我們推出了這個新的系列《直播疑難雜症排查》，我們會把協助客戶解決直播問題的經驗逐步分享出來，同時也會穿插一些音視頻開發的基礎知識和優化經驗，希望能夠幫助到直播領域的開發者們。
本系列會涵蓋的內容包括但不限於如下一些主題：
- 播放失敗
- 直播卡頓
- 首開慢
- 延時高
- 音畫不同步
- 馬賽克嚴重
- 播放黑屏、花屏、綠屏
- 播放雜音、噪音、回聲
- 點播拖動不準
- 直播發熱問題
- 其他問題（待續）
本文是 《直播疑難雜症排查》系列的第二篇文章，我們主要分析下如何排查播放卡頓問題。
##播放卡頓的表現
播放卡頓的表現總結下來包括但不限於以下這些：
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頻繁出現緩衝
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播放不夠流暢，畫面一卡一卡的
##常見播放卡頓問題排查
從代碼層面來看，什麼是卡頓？其實是指播放器渲染的幀率太低，比如：1s 顯示 3～5 幀，或者渲染完一幀後，過很久才渲染下一幀。
因此，我們需要排查，是什麼原因導致了播放器無法流暢地渲染數據，通常可能有如下幾大類：
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網絡帶寬不足
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播放設備性能不足
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視頻流時間戳問題
下面我們一一來分析下具體的原因。
###原因一：網絡帶寬不足
一個完整的直播應用，簡單來說數據流是這樣的：主播 -> CDN -> 觀衆
因此，直播出現卡頓，三個端都可能是問題的源頭：
- 主播端的網絡不好，導致推流上行不穩定
- 服務端的線路質量不好，導致分發不穩定
- 觀衆端的網絡不好，導致拉流下行不穩定
那麼，我們如何確切地判斷是哪一個環節出了問題導致的播放卡頓呢 ？
如何判斷主播網絡不好
主播端網絡不好，直接影響到的就是千千萬萬的觀衆，因此，如果發現所有的觀衆都出現頻繁卡頓，那麼多半就是主播端的問題了。
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帶寬測試 用帶寬測試工具http://www.speedtest.net/ 測試下主播的帶寬，如果主播的上行帶寬明顯小於推流的碼率，那麼肯定會出現推流幀率不穩定。
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統計回調 一般的推流 SDK 都會統計主播推流的實時視頻幀率，如果預設的幀率是 20 fps，但是實際的幀率低得很多，比如 5 fps，排除手機性能低的原因的話，多半也是網絡帶寬不足引起的。
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CDN 廠商給出的後臺統計 比如，七牛直播雲就給我們的每一個客戶提供瞭如下的後臺 Portal 界面，可以用於監控每一個主播的實時推流情況：
從這個圖來看，該主播的推流上行其實還是蠻穩定的，一直在 20 fps 左右。
如何判斷觀衆端網絡不好
觀衆是整個直播的終端環節，一般如果不是大面積的觀衆出現卡頓，那麼很可能是這個觀衆自身的網絡問題，可以考慮切換到別的 WiFi 網絡，或者 4G 下播放試試，我們還可以通過如下手段，具體確認下是網絡的原因。
1. 帶寬測試 跟主播端類似，我們依然可以用帶寬測試工具，測試下觀衆端的帶寬，如果該觀衆的帶寬明顯低於主播的推流碼率，那麼肯定會出現卡頓。
- 網絡質量測試 可以在觀衆端的網絡下，ping 一下播放域名，看看當前丟包率是多少，一般好的網絡，ping 值的丟包率是 0%。
當然，還有一些更加專業的網絡性能測試工具，如 iperf，這裏就不展開詳細的介紹了。
- 如何判斷 CDN 線路不好 如果排除了主播端上行網絡原因以及觀衆端下行的網絡原因，那麼，剩下的就很可能是 CDN 線路質量原因了。
關於 CDN 線路質量，一方面可以通過聯繫 CDN 廠商來排查，另一方面，也可以通過播放端的打點上報，統計出各家 CDN 的線路質量（比如：首開，卡頓率），分地區做一些線路的調整和優化。
七牛實時流網絡 （LiveNet）會根據網絡流量、各節點的連接、負載狀況及到用戶網絡的響應時間等綜合信息，實時地將用戶的請求調度到最佳服務節點上，同時可計算出最佳服務節點與視頻源節點的最佳網絡路徑，使用戶可以更快速的獲取到視頻內容，提高視頻服務的響應速度和用戶體驗。
###原因二：播放設備性能不足
越高清的碼率，對解碼的要求也越高，很多手機性能不足以支撐 720P 甚至 1080P 的視頻解碼，特別是很多低端的 Android 手機，因此導致實際解碼播放的幀率遠小於視頻碼流的實際幀率，從而產生卡頓。
解決這個問題的思路主要有如下幾個方面：
- 儘可能選擇使用硬解，充分利用 GPU 加速
- 如果有多種碼流，儘可能在低端機上選擇非高清碼流
- 增大緩衝區，有助於緩解解碼不穩定帶來的卡頓
###原因三：視頻流時間戳問題
這個問題也遇到的比較多，特別是客戶自己寫的推流 SDK 或者碼流經過一些轉碼處理後，沒有處理好音視頻時間戳從而產生的問題。播放器一般是嚴格根據碼流中的音視頻的時間戳來做音畫同步的，因此，如果碼流中的音視頻時間戳出現錯誤，肯定會影響到播放畫面的渲染時機。
例如，曾經遇到一個流的時間戳信息如下：
可以看到，它的視頻時間戳出現了「回退」，而播放器一般 master 主時鐘是單調遞增的，當後來的視頻幀小於了當前的主時鐘，播放器就會做丟幀處理，從而導致播放的視頻幀率遠低於實際碼流中的視頻幀率，從而產生卡頓現象。
這個問題的排查，大家可以修改 ffplay 源碼，把讀取到的每一幀音頻、視頻的時間戳打印出來看看，這裏我給出對 ffplay 的修改 commit 記錄，大家可以參考一下： https://github.com/Jhuster/pili-ffmpeg/commit/4d0476faba5016b291c2eed2c0a2cd6fe303bd50
##小結 關於播放卡頓的問題排查大致就介紹到這裏了，下篇我們將對首開慢這個話題進行探討。如果你對七牛直播雲感興趣，歡迎點擊 http://t.cn/RXE2k2K 瞭解詳情。
本文作者：盧俊@七牛雲。如果有你感興趣的問題，但是不在上述列表中，也可以來信 [email protected] 交流，歡迎關注新浪微博 @盧_俊 或者 微信公衆號 @Jhuster 獲取最新的文章和資訊。