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发表于 2019-12-23 09:00:04 | 查看: 313 | 回复: 0

基于NDK开发Android平台RTSP播放器

最近做了不少android端的开发,有推流、播放、直播、对讲等各种应用,做了RTMP、RTSP、HTTP-FLV、自定义等各种协议,还是有不少收获和心得的。我这边做,核心模块和核心代码部分,都是基于NDK,用C++开发的,然后将so动态库,在Android java环境中使用,这个既能保证核心部分的代码性能,也能最大程度复用之前写的流媒体相关的大量代码,实践证明,这样的程序架构,还是很有效的。这篇文章里,我打算描述一下我对于开发Android端RTSP播放器的程序框架,和设计思路,有相关需求的,希望能借此扩展下思路。

逻辑思路

  1. 首先,既然是RTSP播放器,那必然要做RTSP的解析,这部分对我来说已经是非常熟悉了。我常用的RTSP解析代码,一般是基于Live555和FFMpeg的库,通过调用相关的接口,来实现RTSP客户端协议的数据接收,然后再做数据分析。这两种方式,各有适合的应用场景,兼容性也各有优劣,要根据具体项目具体选择。除非是整套都是自己做的RTSP服务器和RTSP客户端,否则我一般都是用他们两个,为的是最大程度的兼容第三方RTSP服务器,比如各种网络摄像头、各种设备、以及其他公司自己写的RTSP server等等,具体就不说了,做过类似的估计都清楚。当然,数据接收是需要做缓冲的,否则会卡顿,这个需要自己来做。

  2. 其次是解码,对于这点,为了保证内存使用效率,以及避免JNI调用开销,最好是在c++层来做。这个可以基于FFMpeg解码器或者MediaCodec解码器来写,不过要注意后者对Android的版本有要求。解码后需要对数据进行缓冲,按照时间戳进行排队。这个不管是直播还是点播,都需要做队列,否则同样会出现卡顿、音视频不同步,以及其他的情况,这个是非常重要的一点。

  3. 最后是渲染,这个可以选择在c++层绘制,或者回调上层,交给EGL来进行绘制,后者需要编写EGL代码,创建EGL surface,在渲染线程中进行绘制。

总结一下:

  • 连接RTSP服务器,接收数据并进行分析,提取视频和音频数据
  • 对编码数据,比如h.264、aac等,进行解码,还原原始数据
  • 把原始数据,进行绘制或回调上层,opengl绘制

程序框架

结构示意图:

c++部分是主要代码,java层只需要做封装和调用操作即可

框架图:

Android c++工程编译

本人的交叉编译平台是ubuntu 64bit,编译成动态库,然后让APP通过JNI来调用,跟其他程序的编译方式差不多。当然,首先需要系统内布置好NDK编译环境。Google提供了完整的编译工具链,也包括SDK,下载地址在这里:“NDK Downloads”。我在之前的一篇文章里也写了这部分,可以参考一下:"NDK开发Android端RTMP直播推流程序"。

1. 编译依赖库

对第三方库,我通常都是首先尝试NDK工具链的方式来编译,这样的好处,一个是工作量小,能直接使用项目的makefile,当前前提是先配置好编译环境,指定好交叉编译工具;另一个是不同的库的编译方式是相同的,很容易处理。这里以FFMpeg为例

第三方库准备好,这样就行了。

2. 编写程序主体的Android.mk文件

程序主体,直接写Android.mk,代码和预编译条件,链接参数等自己都清楚,也很方面控制编译输出。之前有篇文章里也有简单介绍,可以参考"NDK开发Android端RTMP直播推流程序",具体的语法可以参考官方网站Android Developer。

写好后,调用ndk-build脚本编译,OK。

需要注意的地方和部分代码

1.在写JNI封装接口的时候,一定要注意jni类型和c++类型的对应关系,尤其是注意返回值。本人就曾经因为jni接口返回值,和代码实现时候的不对应,从而导致android app调用接口的时候异常退出

2.在按照时间戳做播放队列的时候,为了音频和视频的同步,必须注意音频和视频各自的时间戳,需要按照真实的时间进行还原。而当发现视频和音频不同步的时候,或者因为缓冲问题,导致视频需要丢包的情况下,需要及时调整音频播放队列的基准时间戳,避免音视频不同步的情况出现。同时,这样做也能避免长期累积造成的计算误差。

3.由于是手机端或者嵌入式设备端进行播放,因为需要考虑到设备性能不足的情况。这个时候,如果码流较大而设备来不及解码或者渲染,必须及时抛弃视频数据,否则会造成内存溢出,程序崩溃。同时在抛弃数据的时候,要考虑到关键帧的问题,也就是如果发生了抛帧,那么整个GOP的数据都应当放弃,除非是有冗余编码等编码技术,以此来避免花屏的情况,以及第2点列出的音视频同步问题。解决这几点,基本上就可以了。

4.当需要回调给java层,让EGL来渲染画面时,需要用到c++回调Java的技术手段。首先写好java层封装的回调接口,然后在c++代码中,通过JNI环境,获取到java层封装的类jclass对象和方法。注意在调用GetMethodID时,需要写正确函数的签名,例如我在java层的函数是

void OnVideoDataBuf(int width, int height, byte[] frameBuf)

那么对应的签名是“(II[B)V”
以下是调用例子:

注意最后需要DetachCurrentThread()。

运行效果

在手机端运行画面:


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