ijkplayer系列(四) —— ijkplayer音頻解碼與播放 寫在前面 解碼線程 播放流程

寫在前面

前幾篇文章大概分析到了數據的讀取,接下來就該解碼和播放了。那麼ijkplayer解碼和播放又是怎麼做的呢?

解碼線程

從上一篇文章我們可以看到,ijkplayer的音頻解碼線程的入口函數是audio_thread(),那麼我們就跟蹤到audio_thread()/ff_ffplayer.c函數裏面:


static int audio_thread(void *arg)
{
//...
    do {
        ffp_audio_statistic_l(ffp);
        if ((got_frame = decoder_decode_frame(ffp, &is->auddec, frame, NULL)) < 0)
            goto the_end;
            //...
            while ((ret = av_buffersink_get_frame_flags(is->out_audio_filter, frame, 0)) >= 0) {
    //...
                if (!(af = frame_queue_peek_writable(&is->sampq)))
                    goto the_end;

        //...

                av_frame_move_ref(af->frame, frame);
                frame_queue_push(&is->sampq);
//...
        }
    } while (ret >= 0 || ret == AVERROR(EAGAIN) || ret == AVERROR_EOF);
 the_end:
//...
    av_frame_free(&frame);
    return ret;
}

從上面代碼可以看出,一開始就進入循環,然後調用decoder_decode_frame()進行解碼,解碼後的幀存放到frame中,然後調用frame_queue_peek_writable()判斷是否能把剛剛解碼的frame寫入is->sampq中,因爲is->sampq是音頻解碼幀列表,然而播放線程直接從這裏面讀取數據,然後播放出來。最後 av_frame_move_ref(af->frame, frame);把frame放入到sampq相應位置。由於前面af = frame_queue_peek_writable(&is->sampq),af就是指向這一幀frame應該放的位置的指針,所以直接把值賦值給它的結構體裏面的frame就行了。

然後frame_queue_push(&is->sampq);裏面是一個喚醒線程的操作,如查音頻播放線程因爲sampq隊列爲空而阻塞,這裏可以喚醒它。

decoder_decode_frame()裏面是調用傳進去的codec的codec->decode()方法解碼。

frame_queue_peek_writable()裏面會判斷sampq隊列是否滿了,如果沒位置放我們的frame的話,會調用pthread_cond_wait()方法阻塞隊列。如果有位置放frame的話,就會返回frame應該放置的位置的地址。

解碼線程大概就結束了。

播放流程

之前在初始化的時候,有個地方還沒分析到,那就是在ijkmp_android_create()/ijkplayer_android.c裏面:


IjkMediaPlayer *ijkmp_android_create(int(*msg_loop)(void*))
{
    IjkMediaPlayer *mp = ijkmp_create(msg_loop);

    mp->ffplayer->vout = SDL_VoutAndroid_CreateForAndroidSurface();
    if (!mp->ffplayer->vout)
        goto fail;

    mp->ffplayer->pipeline = ffpipeline_create_from_android(mp->ffplayer);

    ffpipeline_set_vout(mp->ffplayer->pipeline, mp->ffplayer->vout);

    return mp;

}

ffpipeline_create_from_android()裏面有一句

pipeline->func_open_audio_output  = func_open_audio_output;

接着我們看看func_open_audio_output()/ffpipeline_android.c:

static SDL_Aout *func_open_audio_output(IJKFF_Pipeline *pipeline, FFPlayer *ffp)
{
    SDL_Aout *aout = NULL;
    if (ffp->opensles) {
        aout = SDL_AoutAndroid_CreateForOpenSLES();
    } else {
        aout = SDL_AoutAndroid_CreateForAudioTrack();
    }
    if (aout)
        SDL_AoutSetStereoVolume(aout, pipeline->opaque->left_volume, pipeline->opaque->right_volume);
    return aout;
}

從上面可以看出,音頻播放也分爲:opensles,audiotrack,然後我們就來看看audiotrack吧:

SDL_Aout *SDL_AoutAndroid_CreateForAudioTrack()
{
    SDL_Aout *aout = SDL_Aout_CreateInternal(sizeof(SDL_Aout_Opaque));
    if (!aout)
        return NULL;

    SDL_Aout_Opaque *opaque = aout->opaque;
    opaque->wakeup_cond  = SDL_CreateCond();
    opaque->wakeup_mutex = SDL_CreateMutex();
    opaque->speed        = 1.0f;

    aout->opaque_class = &g_audiotrack_class;
    aout->free_l       = aout_free_l;
    aout->open_audio   = aout_open_audio;
    aout->pause_audio  = aout_pause_audio;
    aout->flush_audio  = aout_flush_audio;
    aout->set_volume   = aout_set_volume;
    aout->close_audio  = aout_close_audio;
    aout->func_get_audio_session_id = aout_get_audio_session_id;
    aout->func_set_playback_rate    = func_set_playback_rate;

    return aout;
}

我們要分析音頻播放對吧?在前面數據讀取線程我們分析到了在stream_component_open()裏面會調用aout->open_audio(aout, pause_on);,相信大家還記得吧?我們現在看看在初始化的時候:

    aout->open_audio   = aout_open_audio;

所以在前面stream_component_open()裏面相當於直接調用了aout_open_audio()/ijksdl_aout_android_audiotrack.c。當然要是我們在播放器裏面用的opensles,程序流程是差不多的,大家有興趣的話可以下去看看。

上面接着會調用aout_open_audio_n()/ijksdl_aout_android_audiotrack.c,然後:

SDL_CreateThreadEx(&opaque->_audio_tid, aout_thread, aout, "ff_aout_android");

這裏創建的線程就是播放線程

接着我們看看入口函數aout_thread,在這個函數內部會調用aout_thread_n()/ijksdl_aout_android_audiotrack.c:

static int aout_thread_n(JNIEnv *env, SDL_Aout *aout)
{
  SDL_Aout_Opaque *opaque = aout->opaque;
    SDL_Android_AudioTrack *atrack = opaque->atrack;
    SDL_AudioCallback audio_cblk = opaque->spec.callback;
    void *userdata = opaque->spec.userdata;
    uint8_t *buffer = opaque->buffer;
  //...
    if (!opaque->abort_request && !opaque->pause_on)
        SDL_Android_AudioTrack_play(env, atrack);

    while (!opaque->abort_request) {
        SDL_LockMutex(opaque->wakeup_mutex);
        if (!opaque->abort_request && opaque->pause_on) {
            SDL_Android_AudioTrack_pause(env, atrack);
            while (!opaque->abort_request && opaque->pause_on) {
                SDL_CondWaitTimeout(opaque->wakeup_cond, opaque->wakeup_mutex, 1000);
            }
            if (!opaque->abort_request && !opaque->pause_on)
                SDL_Android_AudioTrack_play(env, atrack);
        }
        if (opaque->need_flush) {
            opaque->need_flush = 0;
            SDL_Android_AudioTrack_flush(env, atrack);
        }
        if (opaque->need_set_volume) {
            opaque->need_set_volume = 0;
            SDL_Android_AudioTrack_set_volume(env, atrack, opaque->left_volume, opaque->right_volume);
        }
        if (opaque->speed_changed) {
            opaque->speed_changed = 0;
            if (J4A_GetSystemAndroidApiLevel(env) >= 23) {
                SDL_Android_AudioTrack_setSpeed(env, atrack, opaque->speed);
            }
        }
        SDL_UnlockMutex(opaque->wakeup_mutex);

        audio_cblk(userdata, buffer, copy_size);
        if (opaque->need_flush) {
            SDL_Android_AudioTrack_flush(env, atrack);
            opaque->need_flush = false;
        }

        if (opaque->need_flush) {
            opaque->need_flush = 0;
            SDL_Android_AudioTrack_flush(env, atrack);
        } else {
            int written = SDL_Android_AudioTrack_write(env, atrack, buffer, copy_size);
            if (written != copy_size) {
                ALOGW("AudioTrack: not all data copied %d/%d", (int)written, (int)copy_size);
            }
        }

        // TODO: 1 if callback return -1 or 0
    }

這個函數的開始有很多SDL_Android_AudioTrack_set_xxx(),主要是設置播放器相關的配置,比如播放速度,聲音大小等。

接着就是audio_cblk(),不知道大家還記得在上一節我說過在stream_component_open()的裏面調用的audio_open(),會有這麼一句代碼:

    wanted_spec.callback = sdl_audio_callback;

現在這裏排上用場了。

在上面aout_thread_n()裏調用的audio_cblk(),實際上就是調用的opaque->spec.callback,其實就是調用到sdl_audio_callback()這個函數來了。

然後繼續分析:

static void sdl_audio_callback(void *opaque, Uint8 *stream, int len)
{
//...
    while (len > 0) {
        if (is->audio_buf_index >= is->audio_buf_size) {
           audio_size = audio_decode_frame(is);
           if (audio_size < 0) {
                /* 發生錯誤,就輸出silence */
           //...
           } else {
               if (is->show_mode != SHOW_MODE_VIDEO)
                   update_sample_display(is, (int16_t *)is->audio_buf, audio_size);
               is->audio_buf_size = audio_size;
           }
           is->audio_buf_index = 0;
        }
        len1 = is->audio_buf_size - is->audio_buf_index;
        if (len1 > len)
            len1 = len;
        if (!is->muted && is->audio_buf && is->audio_volume == SDL_MIX_MAXVOLUME)
            memcpy(stream, (uint8_t *)is->audio_buf + is->audio_buf_index, len1);
        else {
           //...
        }
        len -= len1;
        stream += len1;
        is->audio_buf_index += len1;
    }
    is->audio_write_buf_size = is->audio_buf_size - is->audio_buf_index;
    /* Let's assume the audio driver that is used by SDL has two periods. */
  //...
}

保留了部分相對重要代碼,其中重要代碼有:

audio_size = audio_decode_frame(ffp);
memcpy(stream, (uint8_t *)is->audio_buf + is->audio_buf_index, len1);

我們繼續看audio_decode_frame(),還好作者有註釋,根據註釋提取重要代碼:


/**
 * Decode one audio frame and return its uncompressed size.
 *
 * The processed audio frame is decoded, converted if required, and
 * stored in is->audio_buf, with size in bytes given by the return
 * value.
 */
static int audio_decode_frame(FFPlayer *ffp){
    af = frame_queue_peek_readable(&is->sampq)
    is->audio_buf = af->frame->data[0];
}

從上面代碼看,這裏主要是判斷解碼後的is->sampq是否爲空,其中和解碼的時候一樣,如果爲空(解碼時放入is->sampq判斷是否滿),如果爲空,就阻塞(還記得解碼的時候,每向is->sampq放入一frame,就喚醒線程麼?),否則返回隊列的第一個frame。然後賦值給ffp->is->audio_buf

接着返回到上面sdl_audio_callback()中,接着再把剛剛賦值的ffp->is->audio_buf copy到stream中,stream從命名來看是一個流,流的另外一頭在哪裏呢?

再返回到aout_thread_n()中:

SDL_Android_AudioTrack_write(env, atrack, buffer, copy_size);

這裏的buffer就是剛剛的stream,該函數繼續調用:

 (*env)->SetByteArrayRegion(env, atrack->byte_buffer, 0, (int)size_in_byte, (jbyte*) data);
J4AC_AudioTrack__write(env, atrack->thiz, atrack->byte_buffer, 0, (int)size_in_byte);

這裏先是把data拷貝到數組中,爲什麼呢?因爲後面會把這個數組,也就是音頻幀傳遞給java,而SetByteArrayRegion()就是這裏的一次轉換。
J4AC_AudioTrack__write()中繼續跟蹤會發現:

jint J4AC_android_media_AudioTrack__write(JNIEnv *env, jobject thiz, jbyteArray audioData, jint offsetInBytes, jint sizeInBytes)
{
    return (*env)->CallIntMethod(env, thiz, class_J4AC_android_media_AudioTrack.method_write, audioData, offsetInBytes, sizeInBytes);
}

這就尷尬了,又調用到java裏面去了,這裏調用了java層的AudioTrack.java中的write()函數。

其實這裏又用到了bilibili另外一個開源項目:jni4android。這個項目可以直接在c裏面生成一個java的裝飾類。這裏用到的java就是AudioTrack.java,生成的文件就是AudioTrack.hAudioTrack.c。後面基本就不用分析了吧。在java裏面基本都會用androidTrack吧?網上教程也很多。

到了這裏基本就結束了。音頻播放完成了,接下來會分析視頻播放流程,其實視頻播放流程和音頻潦差不多,不過比音頻麻煩點。

** 如果大家還想了解ijkplayer的工作流程的話,可以關注下android下的ijkplayer。**

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