flv.js源码知识点（中）

1 网速计算

在音视频播放的场景中，用户的网速是影响体验的重要因素，播放器在播放的过程中，可以计算单位时间获取的数据量来衡量网速。flv.js的实例提供了statistics_info事件获取当前的网速。

flvPlayer.on('statistics_info', function(res) {console.log('statistics_info',res);
}) 
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res结构如下：

{currentSegmentIndex: 0,decodedFrames: 15,droppedFrames: 0,hasRedirect: false,loaderType: "fetch-stream-loader",playerType: "FlvPlayer",speed: 395.19075278358656,totalSegmentCount: 1,url: "https:/example.com/1.flv"
} 
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其中的speed字段就是网速，单位是KB/s, 下面就看关于网速计算相关的部分。statistics_info事件中获取网速的整体流程如下图：

• IOController中控制每次把加载的字节数添加到SpeedSampler中，对外提供的lastSecondKBps属性是最近有数据一秒的网速。* TransmuxingController中控制播放器在加载数据的时候开启定时器获取统计数据，向上触发事件。核心的计算还是SpeedSampler类, lastSecondKBps是getter属性获取最近有数据一秒的网速，代码含义参考注释。

 get lastSecondKBps () {// 如果够1s计算 this._lastSecondBytesthis.addBytes(0)// 上1秒的_lastSecondBytes有数据 就直接返回// 这个巧妙的是 感觉不是准确的1s 但是又是准确的 因为如果是超过1秒就不继续添加了 1秒内的就添加进去了。// 如果上一秒有数据则返回if (this._lastSecondBytes !== 0) {return this._lastSecondBytes / 1024} else {// 如果上一秒的速度是0，并且距离上次计算超过了500ms 则用_intervalBytes和durationSeconds进行计算if (this._now() - this._lastCheckpoint >= 500) {// if time interval since last checkpoint has exceeded 500ms// the speed is nearly accuratereturn this.currentKBps} else {// We don't knowreturn 0}}} 
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下面是addBytes方法，根据本次调用的时间和上一次计算时间的差值做不同处理，具体参见代码注释，这种计算的思路是挺巧妙的，开始以为不准切，但是仔细思考是能准确计算最近有数据一秒的网速。一直强调是最近有数据一秒的网速而不是上一秒的网速。

addBytes (bytes) {// 如果是第一次调用则 记录_firstCheckpoint _lastCheckpointif (this._firstCheckpoint === 0) {this._firstCheckpoint = this._now()this._lastCheckpoint = this._firstCheckpointthis._intervalBytes += bytesthis._totalBytes += bytes} else if (this._now() - this._lastCheckpoint < 1000) {// 小于1s 就添加 _intervalBytesthis._intervalBytes += bytesthis._totalBytes += bytes} else { // duration >= 1000// 只有大于1秒的时候才计算_lastSecondBytes // 就是这1s内的_intervalBytesthis._lastSecondBytes = this._intervalBytesthis._intervalBytes = bytes // 并且重新开始计算_intervalBytes 大于1秒的这次数据算在下1秒this._totalBytes += bytesthis._lastCheckpoint = this._now()}
} 
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下面是currentKBps getter属性,在lastSecondKBps中只有当超过因为如果durationSeconds大于0.5时才使用currentKBps属性，因为如果durationSeconds过小，会过大估计了网速。

get currentKBps () {this.addBytes(0)let durationSeconds = (this._now() - this._lastCheckpoint) / 1000if (durationSeconds == 0) durationSeconds = 1return (this._intervalBytes / durationSeconds) / 1024} 
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平均网速averageKBps， 如果中途出现网络中断或者暂停的情况会拉低平均网速。

get averageKBps () {let durationSeconds = (this._now() - this._firstCheckpoint) / 1000return (this._totalBytes / durationSeconds) / 1024
 } 
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2 数据缓存处理

这里讲的缓存是指使用loader获取数据后到传给FLVDemuxer过程中的缓存。这个过程中为什么需要缓存呢？因为FLV格式数据的解封是以TAG为单位，而过来的数据是流式的字节，不可能每次是完整的TAG，所以FLVDemuxer每次只处理当前数据中完整的TAG，没有处理的部分就缓存起来，和下次获取的数据拼接。

通过上面的原理介绍，你应该可以猜到这个过程是放在IOController中，我们先分解缓存中使用到的几个关键API和操作方法。

2.1 二进制缓存区格式

ArrayBuffer 对象用来表示通用的、固定长度的原始二进制数据缓冲区。 你不能直接操作 ArrayBuffer 的内容，而是要通过类型数组对象或 DataView 对象来操作，它们会将缓冲区中的数据表示为特定的格式，并通过这些格式来读写缓冲区的内容。

这里的定义 关键有两点，一是ArrayBuffer是固定长度，所以扩展的话需要创建新的然后把数据复制过去，而是不能直接操作，二是 不能直接操作，需要用类型数据对象，我们这里用Uint8Array，因为8位无符号正好是以一个字节为单位。我们这里对缓存的处理，暂时不需要读取指定的字节，目前只需要能够读取指定位置的数据即可。

2.2 缓存区操作API

Uint8Array 数组类型表示一个8位无符号整型数组，创建时内容被初始化为0。创建完后，可以以对象的方式或使用数组下标索引的方式引用数组中的元素。

new Uint8Array(buffer [, byteOffset [, length]]);

说明：在ArrayBuffer上创建Uint8Array对象，使缓存区可操作。 参数： buffer为ArrayBuffer对象，byteOffset指定ArrayBuffer的起始字节数，length指定创建的长度。

typedarray.set(typedarray[, offset]) 说明：Uint8Array属于typedarray, set方法可以从指定类型化数据中读取值，并将其存储在类型化数组中的指定位置。 参数：typedarray是指要拷贝的源数据,offset指拷贝到目标数据的起始位置。

2.3 方法一 扩展缓存

根据上面的api，把长度为100的ArrayBuffer扩展为长度为1000的ArrabyBuffer。

const oldbuffer = new ArrayBuffer(100);
const u1 = new Uint8Array(oldbuffer, 0);
const newbuffer = new ArrayBuffer(1000);
const u2 = new Uint8Array(newbuffer,0);
u2.set(u1,0); 
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2.4 方法二 消费缓存

记录缓存消费位置，消费一部分后重新设置缓存。

let stashUsed = 100;
let bufferSize = 1024;
let stashBuffer = new ArrayBuffer(1024);

// 消费数据 返回消费的字节数

let consumed = dispatchChunks(stashBuffer.slice(0, stashUsed),stashUsed);
let allBuffer = new Uint8Array(stashBuffer, 0, bufferSize);
let remainBuffer = new Uint8Array(stashBuffer, consumed);
allBuffer.set(remainBuffer,0);
stashUsed = stashUsed-consumed; 
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2.5 缓存源码

下面就来看IOController中缓存数据的代码。 几个变量和方法的含义：

this._stashBufferArrayBuffer类型 存放数据的缓存区
this._bufferSize缓存区的大小 this._stashBuffer的长度
this._stashUsed 缓存区中使用的缓存大小
this._stashByteStart 已经消费的部分在整个流中的开始位置
this._expandBuffer() 扩展缓存的方法
this.this._dispatchChunks() 消费缓存数据的方法 返回消费的数量
chunk ajax获取的二进制数据 
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有了上面的准备，就可以直接看缓存处理的代码了

// 缓存中没有数据的情况
if (this._stashUsed === 0) {// 直接消费let consumed = this._dispatchChunks(chunk, byteStart);// 如果有剩余if (consumed < chunk.byteLength) {// 未处理的数据长度let remain = chunk.byteLength - consumed;// 如果数据超过缓存 则扩展缓存if (remain > this._bufferSize) {this._expandBuffer(remain);}// 在_stashBuffer上创建 Uint8Array使其可以操作let stashArray = new Uint8Array(this._stashBuffer, 0, this._bufferSize);// 从chunk的 consumed开始获取数据 然后从第0位置开始写入stashArray中stashArray.set(new Uint8Array(chunk, consumed), 0);// 记录stashUsed的大小this._stashUsed += remain;// 记录整个流中的开始位置this._stashByteStart = byteStart + consumed;}
} else {// 缓存中有数据的情况// 先扩展缓存 能够放下已存在的和当前获取的if (this._stashUsed + chunk.byteLength > this._bufferSize) {this._expandBuffer(this._stashUsed + chunk.byteLength);}let stashArray = new Uint8Array(this._stashBuffer, 0, this._bufferSize);// 先把获取到的chunk 放入缓存中 从_stashUsed的offset开始存放stashArray.set(new Uint8Array(chunk), this._stashUsed);// 重置_stashUsedthis._stashUsed += chunk.byteLength;// 把缓存中的数据全部读出进行消费let consumed = this._dispatchChunks(this._stashBuffer.slice(0, this._stashUsed), this._stashByteStart);// 如果消费了有剩余if (consumed < this._stashUsed && consumed > 0) {// unconsumed data remain// 从consumed开始截取数据let remainArray = new Uint8Array(this._stashBuffer, consumed);// 从0开始设置 剩下的数据作为缓存 并且改变_stashUsed 记录缓存的位置stashArray.set(remainArray, 0);}// 重新设置_stashUsedthis._stashUsed -= consumed;this._stashByteStart += consumed;
} 
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上面的代码是每次来数据都会调用this._dispatchChunks进行消费操作，其实还有一种处理情况，通过变量this._enableStash控制，上面的情况是this._enableStash为false。如果为true的话区别是只有缓存的数据达到this._stashSize大小时，才会触发this._dispatchChunks进行消费操作。

总体的流程是如果数据小于this._stashSize 则往缓存中添加，如果大于继续下面的判断 如果缓存中没有数据 则直接消费本地来的数据，如果有数据则消费缓存中的数据 消费之后再把本地来的数据放入缓存。具体参见代码

if (this._stashUsed === 0 && this._stashByteStart === 0) {// seeked? or init chunk?// This is the first chunk after seek actionthis._stashByteStart = byteStart;
}
// 不满_stashSize 就会先往缓存中存放 _stashSize会动态调整 
if (this._stashUsed + chunk.byteLength <= this._stashSize) {let stashArray = new Uint8Array(this._stashBuffer, 0, this._stashSize);stashArray.set(new Uint8Array(chunk), this._stashUsed);this._stashUsed += chunk.byteLength;
} else {// stashUsed + chunkSize > stashSize, size limit exceededlet stashArray = new Uint8Array(this._stashBuffer, 0, this._bufferSize);if (this._stashUsed > 0) {// There're stash datas in buffer// 如果有缓存 先消费缓存中的数据let buffer = this._stashBuffer.slice(0, this._stashUsed);let consumed = this._dispatchChunks(buffer, this._stashByteStart);if (consumed < buffer.byteLength) {if (consumed > 0) {let remainArray = new Uint8Array(buffer, consumed);stashArray.set(remainArray, 0);this._stashUsed = remainArray.byteLength;this._stashByteStart += consumed;}} else {this._stashUsed = 0;this._stashByteStart += consumed;}// 消费完缓存中的数据之后，然后再把这次过来的chunk放入缓存中if (this._stashUsed + chunk.byteLength > this._bufferSize) {this._expandBuffer(this._stashUsed + chunk.byteLength);stashArray = new Uint8Array(this._stashBuffer, 0, this._bufferSize);}stashArray.set(new Uint8Array(chunk), this._stashUsed);this._stashUsed += chunk.byteLength;} else {// stash buffer empty, but chunkSize > stashSize (oh, holy shit)// dispatch chunk directly and stash remain data// 如果缓存中没有数据 直接消费本次来的数据let consumed = this._dispatchChunks(chunk, byteStart);if (consumed < chunk.byteLength) {let remain = chunk.byteLength - consumed;if (remain > this._bufferSize) {this._expandBuffer(remain);stashArray = new Uint8Array(this._stashBuffer, 0, this._bufferSize);}stashArray.set(new Uint8Array(chunk, consumed), 0);this._stashUsed += remain;this._stashByteStart = byteStart + consumed;}}
} 
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关于this._stashSize还有两个问题， 一是this._stashSize的大小会根据网速进行调整，二是this._stashSize是小于等于this._bufferSize缓存大小，所以this._stashSize变化时也需要扩展缓存。

// 先看获取网速的代码。

//网速计算
this._speedSampler.addBytes(chunk.byteLength);

// adjust stash buffer size according to network speed dynamically
// 获取当前网速
let KBps = this._speedSampler.lastSecondKBps;
if (KBps !== 0) {// 正规化网速let normalized = this._normalizeSpeed(KBps);if (this._speedNormalized !== normalized) {this._speedNormalized = normalized;this._adjustStashSize(normalized);}
} 
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其中的_normalizeSpeed方法是在给定的速度中二分查找最接近网速的大小。

this._speedNormalizeList = [64, 128, 256, 384, 512, 768, 1024, 1536, 2048, 3072, 4096];
_normalizeSpeed(input) {let list = this._speedNormalizeList;let last = list.length - 1;let mid = 0;let lbound = 0;let ubound = last;if (input < list[0]) {return list[0];}// binary searchwhile (lbound <= ubound) {mid = lbound + Math.floor((ubound - lbound) / 2);if (mid === last || (input >= list[mid] && input < list[mid + 1])) {return list[mid];} else if (list[mid] < input) {lbound = mid + 1;} else {ubound = mid - 1;}}
} 
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_adjustStashSize是调整this._stashSize的方法，当缓存的大小小于this._stashSize时，则进行扩展。

_adjustStashSize(normalized) {let stashSizeKB = 0;// 如果是直播 if (this._config.isLive) {// live stream: always use single normalized speed for size of stashSizeKBstashSizeKB = normalized;} else {if (normalized < 512) {stashSizeKB = normalized;} else if (normalized >= 512 && normalized <= 1024) {stashSizeKB = Math.floor(normalized * 1.5);} else {stashSizeKB = normalized * 2;}}// 最大是8Kif (stashSizeKB > 8192) {stashSizeKB = 8192;}let bufferSize = stashSizeKB * 1024 + 1024 * 1024 * 1;// stashSize + 1MB// 如果缓存小则扩展缓存if (this._bufferSize < bufferSize) {this._expandBuffer(bufferSize);}this._stashSize = stashSizeKB * 1024;
} 
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扩展缓存的_expandBuffer方法和我们写的demo很相似。

_expandBuffer(expectedBytes) {let bufferNewSize = this._stashSize;// 每次*2 直到大于expectedByteswhile (bufferNewSize + 1024 * 1024 * 1 < expectedBytes) {bufferNewSize *= 2;}bufferNewSize += 1024 * 1024 * 1;// bufferSize = stashSize + 1MBif (bufferNewSize === this._bufferSize) {return;}// 新的缓存区let newBuffer = new ArrayBuffer(bufferNewSize);// 旧缓存区有数据 则进行拷贝if (this._stashUsed > 0) {// copy existing data into new bufferlet stashOldArray = new Uint8Array(this._stashBuffer, 0, this._stashUsed);let stashNewArray = new Uint8Array(newBuffer, 0, bufferNewSize);stashNewArray.set(stashOldArray, 0);}// 重设缓存区和缓存区大小this._stashBuffer = newBuffer;this._bufferSize = bufferNewSize;
} 
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总结： 这篇文章的收获是网速计算的思路可以应用到类似场景中，比如限流。数据缓存中的二进制缓存区的操作方法。下篇文章中讲解FLV格式的解析和涉及到的位操作。

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