FFplay序列号分析

在之前的几篇文章里面,都零零散散提及过序列号这个概念。但是 序列号 这个概念对于 FFplay 播放器 非常重要的,很多代码都跟序列号有关。所以单独写一篇文章介绍序列号。

序列号 主要是给 快进快退 这个功能准备的。如果不能快进快退,那其实就不需要序列号。只要解复用线程不断读取 AVPacket 放进去 PacketQueue 队列,解码线程不断从 PacketQueue 取数据来解码放进去 FrameQueue,最后有播放线程来取 FrameQueue 的数据取播放就行。

整体的流程图如下:

1-1

PacketQueueFrameQueue 都是缓存队列,都是先提取准备好要用的数据。但是就是因为加了 快进快退 这个功能,一旦跳转到别的时间点播放,之前提前准备好的数据是不是就不能用了?

所以就需要一个序列号来判断,之前缓存的数据是不是最新的,所以序列号可以看成是版本号一样的东西


FFplay 播放器主要有 4 个序列号字段,分别如下:

1,struct PackeQueueserial ,这是队列本身的序列号。可以看成是最新的序列号的值。

2, struct MyAVPacketListserial ,队列里面 AVPacket 的序列号。

3,struct Decoderpkt_serial,记录的是解码器上一次用来解码的 AVPacket 的序列号

4,struct Frameserial,队列里面 AVFrame 的序列号。

首先,MyAVPacketListserial 来源与 PackeQueueserial,在 packet_queue_put_private() 函数里面可以看到:

1-2

Frameserial 是来源于 Decoderpkt_serial,如下:

1-3

Decoder 结构里面的 pkt_serial 又是来自哪里的呢?

答:是在 decoder_decode_frame() 里面进行赋值的。记录的是最近一次输入解码器的 AVPacket 的序列号,如下:

1-4

因此,可以说,Frameserial间接来源AVPacketserial 的。


现在已经弄懂了 4 个序列号赋值的地方,那这 4 个序列号字段用来哪些代码里面呢?

答:只要跟缓存有关的逻辑,都会判断序列号。


因为序列号是为了 快进快退 功能准备的,所以先简单讲解一下 快进快退的逻辑,更详细的分析请看《FFplay跳转时间点播放》。

当你按下上下左右其中一个键的时候,就会产生一个 seek 操作,这是调 stream_seek() 函数实现的,如下:

1-5

stream_seek() 函数的代码如下:

/* seek in the stream */
static void stream_seek(VideoState *is, int64_t pos, int64_t rel, int seek_by_bytes)
{
    if (!is->seek_req) {
        is->seek_pos = pos;
        is->seek_rel = rel;
        is->seek_flags &= ~AVSEEK_FLAG_BYTE;
        if (seek_by_bytes)
            is->seek_flags |= AVSEEK_FLAG_BYTE;
        is->seek_req = 1;
        SDL_CondSignal(is->continue_read_thread);
    }
}

上面的代码重点是设置 了 is->seek_req 标记 以及 要跳到到哪些位置播放。然后就会唤醒 read_thread() 线程。 read_thread() 线程看到 is->seek_req 这个标记,就会开始进行 seek 操作。如下:

所以,真正进行 seek 操作的地方是在 read_thread() 解复用线程里面,而不是 main 线程。

1-6

从上图可以看出来,用 avformat_seek_file() 进行 seek 操作之后,就会 调 packet_queue_flush() 函数来刷新 序列号,来达到丢弃之前的无效缓存的效果。

packet_queue_flush() 是一个非常重点的函数,代码如下:

1-7

可以看到,一开始就清空了 PacketQueue 队列里面的数据,然后把序列号 +1

我个人有个疑问,既然 +1 之前已经把 数据清空,那 解码线程 从 PakcetQueue 取数据的时候根本不需要判断序列号。因为已经清空了,解码线程不可能取到旧的 AVPacket

先不管这个,反正 PacketQueueserial 序列号刷新了。


PacketQueue 队列本身的 serial 序列号 +1 刷新,会导致一系列的连环反应

首先是后面 解复用线程往 PacketQueue 队列 加进去的 MyAVPacketListserial 也会是最新的。但是,解码管理器(struct Decoder)里面的 pkt_serial 还是旧值。

之前说过,struct Decoderpkt_serial 记录的是上一次解码的 AVPacket 的序列号。

这就会导致,直接放弃解码器里面的缓存,用新的 AVPacket 进行解码,如下:

1-8

同样会导致 解码器的缓存被刷新,如下:

1-9

上图的逻辑是,只要本次解码的 AVPacket 的序列号跟上一次用的 AVPacket 的序列号不一样,立即刷新解码器缓存


还有一个被连环影响的地方就是 读取 FrameQueue 的逻辑,FrameQueuePakcetQueue 不太一样,FrameQueue 本身是没有序列号的,只是它队列里面的 struct Frame 有 序列号,所以也会受到影响,如下:

2-1

可以看到,音频播放线程取数据的时候,会判断 Frame 的序列号是不是最新的,不是就立即丢弃。


序列号应用的场景还有一个,那就是时钟(Clock),如下:

typedef struct Clock {
       ...
    int serial;           /* clock is based on a packet with this serial */
    ...
    int *queue_serial;    /* pointer to the current packet queue serial, used for obsolete clock detection */
} Clock;

这个场景是音视频同步的时候用的,有点复杂。后面讲解音视频同步的时候会再分析 Clock 里面的序列号。


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