• ijkplayer源码分析 —— 事件消息设计

    1. 播放器消息设计

    播放器是一个典型多线程工程，核心线程如读数据、视频解码、音频解码、视频渲染、音频输出等，此外还需要提供给内部或上层应用层接受各种事件的消息模块。该消息模块需要支持任意线程生产消息数据，同时也要支持任何时间终止等。下面我们来看下 ijkplayer 中消息的一个基本流程图

    2. 事件消息队列设计

    2.1 结构体对象定义

    ff_ffmsg_queue.h 消息、队列结构体定义和功能函数

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    1. // 消息结构体（节点）
    2. typedef struct AVMessage {
    3.     int what;	//消息类型
    4.     int arg1;	//整型可选参数
    5.     int arg2;	//整型可选参数
    6.     void *obj;	//无类型可选动态内存参数
    7.     void (*free_l)(void *obj); //用于释放obj指针的内存
    8. } AVMessage;
    9.  
    10. // 消息队列
    11. typedef struct MessageQueue {
    12.     AVMessage *first_msg, *last_msg; //队首指针、对尾指针
    13.     int nb_messages;	//总消息数
    14.     int abort_request;	//中止队列标记
    15.     SDL_mutex *mutex;	//线程锁
    16.     SDL_cond *cond;		//条件变量（信号量） 
    17.  
    18.     AVMessage *recycle_msg; //重用池首个对象指针，减少动态分配内存次数
    19.     int recycle_count;		//重用次数
    20.     int alloc_count;		//alloc次数
    21. } MessageQueue;

    2.2 队列管理函数

    1. // 消息初始化
    2. inline static void msg_init_msg(AVMessage *msg);
    3.  
    4. // 便利生成消息并添加进队列函数
    5. inline static void msg_queue_put_simple1(MessageQueue *q, int what);
    6. inline static void msg_queue_put_simple2(MessageQueue *q, int what, int arg1);
    7. inline static void msg_queue_put_simple3(MessageQueue *q, int what, int arg1, int arg2);
    8. inline static void msg_queue_put_simple4(MessageQueue *q, int what, int arg1, int arg2, void *obj, int obj_len);
    9.  
    10. // 队列中添加一条消息，发送信号量
    11. inline static int msg_queue_put(MessageQueue *q, AVMessage *msg);
    12.  
    13. // 队列初始化，abort_request=1，初始化锁、信号量
    14. inline static void msg_queue_init(MessageQueue *q);
    15. // 清空消息队列，释放相关内存
    16. inline static void msg_queue_flush(MessageQueue *q);
    17. // 销毁队列，abort_request=1
    18. inline static void msg_queue_destroy(MessageQueue *q);
    19. // 终止队列，abort_request=1，发送信号量通知其他线程
    20. inline static void msg_queue_abort(MessageQueue *q);
    21. // 启动队列，abort_request=0，队列中添加一个what为0的消息，发送信号量
    22. inline static void msg_queue_start(MessageQueue *q);
    23. // 获取队头一条消息，block：无消息时是否阻塞
    24. inline static int msg_queue_get(MessageQueue *q, AVMessage *msg, int block)
    25. // 移除队列中what类型的消息
    26. inline static void msg_queue_remove(MessageQueue *q, int what);

    2.3 核心函数分析 

    1. // 队列中添加一条消息
    2. inline static int msg_queue_put(MessageQueue *q, AVMessage *msg)
    3. {
    4.     int ret;
    5.  
    6.     SDL_LockMutex(q->mutex);	// 线程加锁
    7.     ret = msg_queue_put_private(q, msg);
    8.     SDL_UnlockMutex(q->mutex);	// 线程解锁
    9.  
    10.     return ret;
    11. }
    12.  
    13. inline static int msg_queue_put_private(MessageQueue *q, AVMessage *msg)
    14. {
    15.     AVMessage *msg1;
    16.  
    17.     if (q->abort_request)
    18.         return -1;	// 队列中止，直接返回
    19.  
    20. #ifdef FFP_MERGE
    21.     msg1 = av_malloc(sizeof(AVMessage)); // 无重用下直接分配内存
    22. #else
    23.     msg1 = q->recycle_msg;
    24.     if (msg1) {	// 存在重用对象：将重用对象的next赋值给队列重用对象，重用+1
    25.         q->recycle_msg = msg1->next;
    26.         q->recycle_count++;
    27.     } else {	// 不存在重用对象：分配一个内存空间，alloc+1
    28.         q->alloc_count++;
    29.         msg1 = av_malloc(sizeof(AVMessage));
    30.     }
    31. #ifdef FFP_SHOW_MSG_RECYCLE
    32.     int total_count = q->recycle_count + q->alloc_count;
    33.     if (!(total_count % 10)) {  // alloc及重用消息数量日志输出
    34.         av_log(NULL, AV_LOG_DEBUG, "msg-recycle \t%d + \t%d = \t%d\n", q->recycle_count, q->alloc_count, total_count);
    35.     }
    36. #endif
    37. #endif
    38.     if (!msg1)
    39.         return -1;
    40.  
    41.     *msg1 = *msg;		// 拷贝msg（浅拷贝，obj内存不会拷贝）
    42.     msg1->next = NULL;	// 下一个NULL，最为最后一个节点
    43.  
    44.     if (!q->last_msg)	// 无队首，放队首
    45.         q->first_msg = msg1;
    46.     else	// 当前队尾的下一个指向新消息（即最后）
    47.         q->last_msg->next = msg1;
    48.     q->last_msg = msg1;	// 改变对尾指针
    49.     q->nb_messages++;	// 队列数量加1
    50.     SDL_CondSignal(q->cond);	// 发送信号量
    51.     return 0;
    52. }
    53.  
    54. // 获取队头一条消息，block：无消息时是否阻塞
    55. /* return < 0 if aborted, 0 if no msg and > 0 if msg.  */
    56. inline static int msg_queue_get(MessageQueue *q, AVMessage *msg, int block)
    57. {
    58.     AVMessage *msg1;
    59.     int ret;
    60.  
    61.     SDL_LockMutex(q->mutex);
    62.  
    63.     for (;;) {  // 无限循环，注意出循环条件
    64.         if (q->abort_request) {
    65.             ret = -1; // 队列中止，返回
    66.             break;
    67.         }
    68.  
    69.         msg1 = q->first_msg; 
    70.         if (msg1) { // 取队首存在
    71.             q->first_msg = msg1->next;  // 第二条设置为队首
    72.             if (!q->first_msg)	// 队首不存在，对尾也清空
    73.                 q->last_msg = NULL;
    74.             q->nb_messages--;	// 队列数量减1
    75.             *msg = *msg1;	// 浅拷贝
    76.             msg1->obj = NULL;	// 原队首obj变量置空（内存不能释放，否则拷贝的msg对象参数受影响）
    77. #ifdef FFP_MERGE
    78.             av_free(msg1); // 释放临时变量内存
    79. #else
    80.             msg1->next = q->recycle_msg; // 将已取出的这个消息标记为重用对象，之前的设置为此对象的下一个
    81.             q->recycle_msg = msg1;
    82. #endif
    83.             ret = 1;
    84.             break;
    85.         } else if (!block) { 	// 队首不存在，不等待返回
    86.             ret = 0;
    87.             break;
    88.         } else {
    89.         	// 该函数会先释放锁，等待信号量条件后，重新加锁
    90.             SDL_CondWait(q->cond, q->mutex); // 队首不存在，等待信号量后继续执行（循环）
    91.         }
    92.     }
    93.     SDL_UnlockMutex(q->mutex);
    94.     return ret;
    95. }
    96.  
    97. // 队列清空，释放内存或全部放入重用池
    98. inline static void msg_queue_flush(MessageQueue *q)
    99. {
    100.     AVMessage *msg, *msg1;
    101.  
    102.     SDL_LockMutex(q->mutex);
    103.     for (msg = q->first_msg; msg != NULL; msg = msg1) {
    104.         msg1 = msg->next; //取出下一条消息
    105. #ifdef FFP_MERGE
    106.         av_freep(&msg);	//直接释放消息内存
    107. #else
    108.         msg->next = q->recycle_msg;  // 将msg设置q->recycle_msg，q->recycle_msg设置重用池中下一个
    109.         q->recycle_msg = msg;
    110. #endif
    111.     }
    112.     q->last_msg = NULL;
    113.     q->first_msg = NULL;
    114.     q->nb_messages = 0;
    115.     SDL_UnlockMutex(q->mutex);
    116. }
    117.  
    118. // 队列销毁
    119. inline static void msg_queue_destroy(MessageQueue *q)
    120. {
    121.     msg_queue_flush(q);
    122.  
    123.     SDL_LockMutex(q->mutex);
    124.     while(q->recycle_msg) { // 清空重用池对象
    125.         AVMessage *msg = q->recycle_msg;
    126.         if (msg)
    127.             q->recycle_msg = msg->next; // 下一个重用对象
    128.         msg_free_res(msg); // 释放消息引用内存
    129.         av_freep(&msg); // 释放重用池消息对象
    130.     }
    131.     SDL_UnlockMutex(q->mutex);
    132.  
    133.     SDL_DestroyMutex(q->mutex);
    134.     SDL_DestroyCond(q->cond);
    135. }
    136.  
    137. inline static void msg_free_res(AVMessage *msg)
    138. {
    139.     if (!msg || !msg->obj)
    140.         return;
    141.     assert(msg->free_l);
    142.     msg->free_l(msg->obj);
    143.     msg->obj = NULL;
    144. }

    3 应用层设计（iOS）

    3.1 初始化

    OC层 IJKFFMoviePlayerController

    1. - (id)initWithContentURLString:(NSString *)aUrlString
    2.                    withOptions:(IJKFFOptions *)options
    3. {
    4.     self = [super init];
    5.     if (self) {
    6. 		......
    7.         // init player
    8.         _mediaPlayer = ijkmp_ios_create(media_player_msg_loop);  //播放器初始化，传入消息函数指针
    9.         _msgPool = [[IJKFFMoviePlayerMessagePool alloc] init];	//消息重用池
    10.         ......
    11.     }
    12.     return self;
    13. }

    OC-C层 ijkplayer_ios

    1. IjkMediaPlayer *ijkmp_ios_create(int (*msg_loop)(void*))
    2. {
    3. 	//创建IjkMediaPlayer对象（包括FFPlayer初始化），消息函数继续向下传递
    4.     IjkMediaPlayer *mp = ijkmp_create(msg_loop);  
    5. 			......
    6.     return mp;
    7. }

    c层 ijkplayer

    1. IjkMediaPlayer *ijkmp_create(int (*msg_loop)(void*))
    2. {
    3.     IjkMediaPlayer *mp = (IjkMediaPlayer *) mallocz(sizeof(IjkMediaPlayer));
    4. 			......
    5.  
    6.     mp->ffplayer = ffp_create(); // 初始化FFPlayer，初始化消息队列
    7. 			......
    8.  
    9.     mp->msg_loop = msg_loop;  // 函数指针赋值给IjkMediaPlayer的msg_loop
    10.  
    11.     return mp;
    12. }

    c层 ff_ffplay

    1. FFPlayer *ffp_create()
    2. {
    3. 		......
    4.     FFPlayer* ffp = (FFPlayer*) av_mallocz(sizeof(FFPlayer));
    5. 		......
    6.  
    7.     msg_queue_init(&ffp->msg_queue); // 消息队列初始化
    8. 		......
    9.     return ffp;
    10. }

    3.2 线程启动

    ijkplayer

    在ijkmp_prepare_async_l中我们看到在ff_msg_loop线程中调用了 ijkmp_msg_loop函数，这个函数中调用了msg_loop 函数，并传递了自身对象作为参数，由初始化那里可知，msg_loop指向IJKFFMoviePlayerController中的media_player_msg_loop函数。

    1. // 播放器准备播放
    2. static int ijkmp_prepare_async_l(IjkMediaPlayer *mp)
    3. {
    4.    ......
    5.     ijkmp_change_state_l(mp, MP_STATE_ASYNC_PREPARING); // 添加一条消息，msg_queue_start未调用过之前无效
    6.  
    7.     msg_queue_start(&mp->ffplayer->msg_queue);	// 消息队列启动
    8.  
    9.     // released in msg_loop
    10.     ijkmp_inc_ref(mp);
    11.     mp->msg_thread = SDL_CreateThreadEx(&mp->_msg_thread, ijkmp_msg_loop, mp, "ff_msg_loop");
    12.     // msg_thread is detached inside msg_loop
    13.  
    14.     return 0;
    15. }
    16.  
    17. static int ijkmp_msg_loop(void *arg)
    18. {
    19.     IjkMediaPlayer *mp = arg;
    20.     int ret = mp->msg_loop(arg);	// 调用msg_loop函数
    21.     return ret;
    22. }
    23.  
    24. void ijkmp_change_state_l(IjkMediaPlayer *mp, int new_state)
    25. {
    26.     mp->mp_state = new_state;
    27.     ffp_notify_msg1(mp->ffplayer, FFP_MSG_PLAYBACK_STATE_CHANGED);
    28. }

    3.3 消息回调

    IJKFFMoviePlayerController

    1. // 应用层播放器注册回调函数
    2. int media_player_msg_loop(void* arg)
    3. {
    4.     @autoreleasepool {
    5.         IjkMediaPlayer *mp = (IjkMediaPlayer*)arg;
    6.         __weak IJKFFMoviePlayerController *ffpController = ffplayerRetain(ijkmp_set_weak_thiz(mp, NULL));
    7.         while (ffpController) {  //ff_msg_loop线程中保持循环，循环条件：当前控制器存在
    8.             @autoreleasepool {
    9.                 IJKFFMoviePlayerMessage *msg = [ffpController obtainMessage]; // OC对象便于消息分发，obtainMessage获取oc重用池中一个对象，不存在时创建
    10.                 if (!msg)
    11.                     break;
    12.  
    13.                 int retval = ijkmp_get_msg(mp, &msg->_msg, 1); //读取消息，无时阻塞等待
    14.                 if (retval < 0) // 消息队列终止
    15.                     break;
    16.  
    17.                 // block-get should never return 0
    18.                 assert(retval > 0);
    19.                 [ffpController performSelectorOnMainThread:@selector(postEvent:) withObject:msg waitUntilDone:NO];	// 分发至主线程
    20.             }
    21.         }
    22.  
    23.         // retained in prepare_async, before SDL_CreateThreadEx
    24.         ijkmp_dec_ref_p(&mp);
    25.         return 0;
    26.     }
    27. }
    28.  
    29. // 应用层播放器实现
    30. - (void)postEvent: (IJKFFMoviePlayerMessage *)msg
    31. {
    32.     if (!msg)
    33.         return;
    34.  
    35.     AVMessage *avmsg = &msg->_msg;	// 取出消息原始数据
    36.     switch (avmsg->what) {				// OC基础播放器业务处理或外抛
    37.         case FFP_MSG_FLUSH:
    38.             break;
    39.         case FFP_MSG_ERROR: {
    40.             NSLog(@"FFP_MSG_ERROR: %d\n", avmsg->arg1);
    41.  
    42.             [self setScreenOn:NO];
    43.  
    44.             [[NSNotificationCenter defaultCenter]
    45.              postNotificationName:IJKMPMoviePlayerPlaybackStateDidChangeNotification
    46.              object:self];
    47.  
    48.             [[NSNotificationCenter defaultCenter]
    49.                 postNotificationName:IJKMPMoviePlayerPlaybackDidFinishNotification
    50.                 object:self
    51.                 userInfo:@{
    52.                     IJKMPMoviePlayerPlaybackDidFinishReasonUserInfoKey: @(IJKMPMovieFinishReasonPlaybackError),
    53.                     @"error": @(avmsg->arg1)}];
    54.             break;
    55.         }
    56.  				......
    57.         default:
    58.             // NSLog(@"unknown FFP_MSG_xxx(%d)\n", avmsg->what);
    59.             break;
    60.     }
    61.  
    62.     [_msgPool recycle:msg];	// 使用完毕，放入重用池
    63. }

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