JavaCV推流实战(MP4文件)

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本篇概览
  • 自己的mp4文件,如何让更多的人远程播放?如下图所示:
JavaCV推流实战(MP4文件)
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  • 这里简单解释一下上图的功能:
  1. 部署开源流媒体服务器SRS
  2. 开发名为PushMp4的java应用,该应用会读取本机磁盘上的Mp4文件,读取每一帧,推送到SRS上
  3. 每个想看视频的人,就在自己电脑上用流媒体播放软件(例如VLC)连接SRS,播放PushMp4推上来的视频
  • 今天咱们就来完成上图中的实战,整个过程分为以下步骤:
  • 环境信息
  • 准备MP4文件
  • 用docker部署SRS
  • java应用开发和运行
  • VLC播放
环境信息
  • 本次实战,我这边涉及的环境信息如下,供您参考:
  • 操作系统:macOS Monterey
  • JDK:1.8.0_211
  • JavaCV:1.5.6
  • SRS:3
准备MP4文件
  • 准备一个普通的MP4视频文件即可,我是在线下载了视频开发常用的大熊兔视频,地址是:
    https://www.learningcontainer...
用docker部署SRS
  • SRS是著名的开源的媒体服务器,推到这里的流,都可以用媒体播放器在线播放,为了简单起见,我在docker环境下一行命令完成部署:
    docker run -p 1935:1935 -p 1985:1985 -p 8080:8080 ossrs/srs:3

  • 此刻SRS服务正在运行中,可以推流上去了
开发JavaCV应用
  • 接下来进入最重要的编码阶段,新建名为simple-grab-push的maven工程,pom.xml如下(那个名为javacv-tutorials的父工程其实没有什么作用,我这里只是为了方便管理多个工程的代码而已,您可以删除这个父工程节点):
javacv-tutorials com.bolingcavalry 1.0-SNAPSHOT 4.0.0 com.bolingcavalry 1.0-SNAPSHOT simple-grab-pushjar1.5.6 org.projectlombok lombok ch.qos.logback logback-classic 1.2.3 org.apache.logging.log4j log4j-to-slf4j 2.13.3 org.bytedeco javacv-platform ${javacpp.version}

  • 从上述文件可见,JavaCV的依赖只有一个javacv-platform,挺简洁
  • 接下来开始编码,在编码前,先把整个流程画出来,这样写代码就清晰多了:
JavaCV推流实战(MP4文件)
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  • 从上图可见流程很简单,这里将所有代码写在一个java类中:
package com.bolingcavalry.grabpush; import lombok.extern.slf4j.Slf4j; import org.bytedeco.ffmpeg.avcodec.AVCodecParameters; import org.bytedeco.ffmpeg.avformat.AVFormatContext; import org.bytedeco.ffmpeg.avformat.AVStream; import org.bytedeco.ffmpeg.global.avcodec; import org.bytedeco.ffmpeg.global.avutil; import org.bytedeco.javacv.FFmpegFrameGrabber; import org.bytedeco.javacv.FFmpegFrameRecorder; import org.bytedeco.javacv.FFmpegLogCallback; import org.bytedeco.javacv.Frame; /** * @author willzhao * @version 1.0 * @description 读取指定的mp4文件,推送到SRS服务器 * @date 2021/11/19 8:49 */ @Slf4j public class PushMp4 { /** * 本地MP4文件的完整路径(两分零五秒的视频) */ private static final String MP4_FILE_PATH = "/Users/zhaoqin/temp/202111/20/sample-mp4-file.mp4"; /** * SRS的推流地址 */ private static final String SRS_PUSH_ADDRESS = "rtmp://192.168.50.43:11935/live/livestream"; /** * 读取指定的mp4文件,推送到SRS服务器 * @param sourceFilePath 视频文件的绝对路径 * @param PUSH_ADDRESS 推流地址 * @throws Exception */ private static void grabAndPush(String sourceFilePath, String PUSH_ADDRESS) throws Exception { // ffmepg日志级别 avutil.av_log_set_level(avutil.AV_LOG_ERROR); FFmpegLogCallback.set(); // 实例化帧抓取器对象,将文件路径传入 FFmpegFrameGrabber grabber = new FFmpegFrameGrabber(MP4_FILE_PATH); long startTime = System.currentTimeMillis(); log.info("开始初始化帧抓取器"); // 初始化帧抓取器,例如数据结构(时间戳、编码器上下文、帧对象等), // 如果入参等于true,还会调用avformat_find_stream_info方法获取流的信息,放入AVFormatContext类型的成员变量oc中 grabber.start(true); log.info("帧抓取器初始化完成,耗时[{}]毫秒", System.currentTimeMillis()-startTime); // grabber.start方法中,初始化的解码器信息存在放在grabber的成员变量oc中 AVFormatContext avFormatContext = grabber.getFormatContext(); // 文件内有几个媒体流(一般是视频流+音频流) int streamNum = avFormatContext.nb_streams(); // 没有媒体流就不用继续了 if (streamNum<1) { log.error("文件内不存在媒体流"); return; }// 取得视频的帧率 int frameRate = (int)grabber.getVideoFrameRate(); log.info("视频帧率[{}],视频时长[{}]秒,媒体流数量[{}]", frameRate, avFormatContext.duration()/1000000, avFormatContext.nb_streams()); // 遍历每一个流,检查其类型 for (int i=0; i< streamNum; i++) { AVStream avStream = avFormatContext.streams(i); AVCodecParameters avCodecParameters = avStream.codecpar(); log.info("流的索引[{}],编码器类型[{}],编码器ID[{}]", i, avCodecParameters.codec_type(), avCodecParameters.codec_id()); }// 视频宽度 int frameWidth = grabber.getImageWidth(); // 视频高度 int frameHeight = grabber.getImageHeight(); // 音频通道数量 int audioChannels = grabber.getAudioChannels(); log.info("视频宽度[{}],视频高度[{}],音频通道数[{}]", frameWidth, frameHeight, audioChannels); // 实例化FFmpegFrameRecorder,将SRS的推送地址传入 FFmpegFrameRecorder recorder = new FFmpegFrameRecorder(SRS_PUSH_ADDRESS, frameWidth, frameHeight, audioChannels); // 设置编码格式 recorder.setVideoCodec(avcodec.AV_CODEC_ID_H264); // 设置封装格式 recorder.setFormat("flv"); // 一秒内的帧数 recorder.setFrameRate(frameRate); // 两个关键帧之间的帧数 recorder.setGopSize(frameRate); // 设置音频通道数,与视频源的通道数相等 recorder.setAudioChannels(grabber.getAudioChannels()); startTime = System.currentTimeMillis(); log.info("开始初始化帧抓取器"); // 初始化帧录制器,例如数据结构(音频流、视频流指针,编码器), // 调用av_guess_format方法,确定视频输出时的封装方式, // 媒体上下文对象的内存分配, // 编码器的各项参数设置 recorder.start(); log.info("帧录制初始化完成,耗时[{}]毫秒", System.currentTimeMillis()-startTime); Frame frame; startTime = System.currentTimeMillis(); log.info("开始推流"); long videoTS = 0; int videoFrameNum = 0; int audioFrameNum = 0; int dataFrameNum = 0; // 假设一秒钟15帧,那么两帧间隔就是(1000/15)毫秒 int interVal = 1000/frameRate; // 发送完一帧后sleep的时间,不能完全等于(1000/frameRate),不然会卡顿, // 要更小一些,这里取八分之一 interVal/=8; // 持续从视频源取帧 while (null!=(frame=grabber.grab())) { videoTS = 1000 * (System.currentTimeMillis() - startTime); // 时间戳 recorder.setTimestamp(videoTS); // 有图像,就把视频帧加一 if (null!=frame.image) { videoFrameNum++; }// 有声音,就把音频帧加一 if (null!=frame.samples) { audioFrameNum++; }// 有数据,就把数据帧加一 if (null!=frame.data) { dataFrameNum++; }// 取出的每一帧,都推送到SRS recorder.record(frame); // 停顿一下再推送 Thread.sleep(interVal); }log.info("推送完成,视频帧[{}],音频帧[{}],数据帧[{}],耗时[{}]秒", videoFrameNum, audioFrameNum, dataFrameNum, (System.currentTimeMillis()-startTime)/1000); // 关闭帧录制器 recorder.close(); // 关闭帧抓取器 grabber.close(); }public static void main(String[] args) throws Exception { grabAndPush(MP4_FILE_PATH, SRS_PUSH_ADDRESS); } }

  • 上述代码中每一行都有详细注释,就不多赘述了,只有下面这四处关键需要注意:
  1. MP4_FILE_PATH是本地MP4文件存放的地方,请改为自己电脑上MP4文件存放的位置
  2. SRS_PUSH_ADDRESS是SRS服务的推流地址,请改为自己的SRS服务部署的地址
  3. grabber.start(true)方法执行的时候,内部是帧抓取器的初始化流程,会取得MP4文件的相关信息
  4. recorder.record(frame)方法执行的时候,会将帧推送到SRS服务器
  • 编码完成后运行此类,控制台日志如下所示,可见成功的取到了MP4文件的帧率、时长、解码器、媒体流等信息,然后开始推流了:
23:21:48.107 [main] INFO com.bolingcavalry.grabpush.PushMp4 - 开始初始化帧抓取器 23:21:48.267 [main] INFO com.bolingcavalry.grabpush.PushMp4 - 帧抓取器初始化完成,耗时[163]毫秒 23:21:48.277 [main] INFO com.bolingcavalry.grabpush.PushMp4 - 视频帧率[15],视频时长[125]秒,媒体流数量[2] 23:21:48.277 [main] INFO com.bolingcavalry.grabpush.PushMp4 - 流的索引[0],编码器类型[0],编码器ID[27] 23:21:48.277 [main] INFO com.bolingcavalry.grabpush.PushMp4 - 流的索引[1],编码器类型[1],编码器ID[86018] 23:21:48.279 [main] INFO com.bolingcavalry.grabpush.PushMp4 - 视频宽度[320],视频高度[240],音频通道数[6] 23:21:48.294 [main] INFO com.bolingcavalry.grabpush.PushMp4 - 开始初始化帧抓取器 23:21:48.727 [main] INFO com.bolingcavalry.grabpush.PushMp4 - 帧录制初始化完成,耗时[433]毫秒 23:21:48.727 [main] INFO com.bolingcavalry.grabpush.PushMp4 - 开始推流

  • 接下来试试能不能拉流播放
用VLC播放
  • 请安装VLC软件,并打开
  • 如下图红框,点击菜单中的Open Network...,然后输入前面代码中写的推流地址(我这里是rtmp://192.168.50.43:11935/live/livestream):
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  • 如下图,成功播放,而且声音也正常:
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附加知识点
  • 经过上面的实战,我们熟悉了播放和推流的基本操作,掌握了常规信息的获取以及参数设置,除了代码中的知识,还有以下几个隐藏的知识点也值得关注
  1. 设置ffmpeg日志级别的代码是avutil.av_log_set_level(avutil.AV_LOG_ERROR),把参数改为avutil.AV_LOG_INFO后,可以在控制台看到更丰富的日志,如下图红色区域,里面显示了MP4文件的详细信息,例如两个媒体流(音频流和视频流):
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  1. 第二个知识点是关于编码器类型和编码器ID的,如下图,两个媒体流(AVStream)的编码器类型分别是01,两个编码器ID分别是2786018,这四个数字分别代表什么呢?
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  1. 先看编码器类型,用IDEA的反编译功能打开avutil.class,如下图,编码器类型等于0表示视频(VIDEO),类型等于1表示音频(AUDIO):
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  1. 再看编码器ID,打开avcodec.java,看到编码器ID为27表示H264:
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  1. 编码器ID值86018的十六进制是0x15002,对应的编码器如下图红框:
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  • 至此,JavaCV推流实战(MP4文件)已经全部完成,希望通过本文咱们可以一起熟悉JavaCV处理推拉流的常规操作;
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