#|JavaCV-FFmpeg软封装多线程实现录制或推送rtsp流 ffmpeg|java|JavaCV|Java

文章目录

前言
一、JavaCV和FFmpeg是什么？
二、录制和推流如何实现？
三、遇到的问题
四、如何实现
五、总结

前言

在一个月之前，有使用过FFmpeg录制过rtsp流的视频。但由于使用的是Frame来录制视频，会极大的消耗CPU和内存（CPU约为200%+，内存约为2.3G）。经研究得知grabber.grabFrame()会经过解码得到Frame，在record(frame)时又会通过编码生成对应的视频文件。
而如果使用AvPacket（转封装）来实现，在转封装的基础上还用到了多线程分别多拉流和推流进行处理。录制一个20Min的视频占用CPU约为5%，内存为200M
大概捣鼓了一个星期，终于弄好了。在此记录以下实现的方式和想法～

进程监控的截图，性能提升还是非常明显的！

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一、JavaCV和FFmpeg是什么？

JavaCV： Java视觉处理库，里面有很多很多的工具，包括了音视频相关的FFmpeg。可以通过JNI的方式直接调用方法
FFmpeg：Fmpeg 是领先的多媒体框架，能够解码、编码、转码、混合、解密、流媒体、过滤和播放人类和机器创造的几乎所有东西。关键FFmpeg开源！

二、录制和推流如何实现？此处以RTSP流实现录制和推流为例

录制：拉流->录制，这样就可以将RTSP的流转为MP4或AVI的视频文件
推流：拉流->推流（推送RTMP流到nginx流媒体服务器），一般来说推一路RTMP到流媒体服务器，可以出RTMP和HttpFlv的流。这样就可以实现在浏览器通过flv.js来播放实时视频了。

【#|JavaCV-FFmpeg软封装多线程实现录制或推送rtsp流】实际测试，推流方式的延迟为1~2s
tips：
1.nginx本身是不支持流媒体的，要安装官方插件nginx-http-flv-module
2.在拉流的时候尽量不要做耗时操作，这会导致非常严重的调帧
3.使用FFmpeg的录制器推流时，Frame和AvPacket均可实现。Frame方便简单（无需关心PTS、DTS和帧的类型），直推即可，但因多了编解码过程性能较差。AvPacket性能好，但要考虑对齐Packet的PTS和DTS，不然无法正确推流

三、遇到的问题 1.录制的视频无法播放
A：大概率是没有正确关闭抓取器Grabber或录制器Recoder，一定要保证录制结束后先关闭grabber再关闭recoder。
2.non monotonically increasing dts to muxer in stream（流中的DTS为非递增）
第一种方法：在grabber.start()之后调用grabber.flush()。
查看源码可已发现，其实是多次抓帧进行初始化
grab方法的实现：

public void flush() throws FrameGrabber.Exception { for(int i = 0; i < this.numBuffers + 1; ++i) { this.grab(); } }

实际调用的为FFmpegFrameGrabber中的grabFrame(true, true, true, false, true)方法，这样会导致丢失首个I帧关键帧，从而花屏。

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第二种方法：拿到AvPacket后，自己处理PTS和DTS。目前我就是用的这种方式，具体实现可见下面代码
四、如何实现

代码我自认为还是比较规范的，应该不需要注释也能看懂～～
为了不影响拉流时因处理视频而掉帧，此处使用多线程进行了优化

1.局部变量

ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(3); Semaphore semaphore = new Semaphore(0); private static final ArrayBlockingQueue blockingQueue = new ArrayBlockingQueue<>(60); private volatile boolean stopRecording = false; private volatile boolean stopPull = false;

2.开始录制

public void startSave(String userName, String psw, String ip, String videoOutPath) { this.stopRecording = false; this.stopPull = false; String url = Tools.generateRtspUrl(userName, psw, ip); // pull first! threadPool.execute(() -> startPull(url, videoOutPath)); threadPool.execute(this::startRecord); }/** * 开始拉流 */ private void startPull(String url, String outPath) { Map timestampMap = new HashMap<>(); try { VideoUtil.packetGrabberInit(url, outPath); AVPacket packet = null; int errIndex = 0; while (!stopPull && errIndex < 10){ packet = VideoUtil.grabPacket(); // skip empty packet if (packet == null || packet.size() <= 0 || packet.data() == null) { log.info("discard empty packet"); errIndex++; continue; } // check checkPacket(timestampMap, packet); AVPacket retPacket = avcodec.av_packet_alloc(); avcodec.av_packet_ref(retPacket, packet); blockingQueue.put(retPacket); log.trace(String.format("获取一帧：当前大小为%s，pts：%s, dts：%s, timestamp:%s", blockingQueue.size(), packet.pts(), packet.dts(), packet.duration())); avcodec.av_packet_unref(packet); } avcodec.av_packet_free(packet); } catch (IOException | InterruptedException e) { e.printStackTrace(); throw new DHCameraException("pull rtsp error:" + e.getMessage()); } } private void startRecord( ) { AVPacket avPacket; try { while(!stopRecording) { avPacket = blockingQueue.poll(500, TimeUnit.MILLISECONDS); if (avPacket == null) { log.trace("queue is empty..."); continue; } log.trace("add one frame"); VideoUtil.recordPacket(avPacket); } } catch (InterruptedException | IOException e) { e.printStackTrace(); throw new DHCameraException("record error:" + e.getMessage()); } finally { try { VideoUtil.release(); semaphore.release(); log.trace("discard frame size:" + blockingQueue.size()); } catch (FrameRecorder.Exception | FrameGrabber.Exception e) { e.printStackTrace(); } } }

3.停止录制

public void stopSave() { // stop pull first this.stopPull = true; try { log.trace("acquire semaphore"); this.stopRecording = true; semaphore.acquire(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } finally { blockingQueue.clear(); } }

4.测试（录制20分钟）

@Test public void saveVideoTest() throws InterruptedException { c.startSave(userName, psw, ip, new Date() + "_rtsp.mp4"); Thread.sleep(20 * 60 * 1000); c.stopSave(); }

4.实际效果(录制20分钟)