JavaCV推流实战(MP4文件)

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JavaCV推流实战(MP4文件)

阅读原文时间：2022年01月20日阅读：1

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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：

这里简单解释一下上图的功能：

部署开源流媒体服务器SRS
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
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.com/wp-content/uploads/2020/05/sample-mp4-file.mp4

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）：

http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
javacv-tutorials com.bolingcavalry 1.0-SNAPSHOT
4.0.0
com.bolingcavalry
1.0-SNAPSHOT
simple-grab-push
jar

<properties>
    <!-- javacpp当前版本 -->
    <javacpp.version>1.5.6</javacpp.version>
</properties>

<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>org.projectlombok</groupId>
        <artifactId>lombok</artifactId>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>ch.qos.logback</groupId>
        <artifactId>logback-classic</artifactId>
        <version>1.2.3</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.apache.logging.log4j</groupId>
        <artifactId>log4j-to-slf4j</artifactId>
        <version>2.13.3</version>
    </dependency>&lt;!-- javacv相关依赖，一个就够了 --&gt;
&lt;dependency&gt;
    &lt;groupId&gt;org.bytedeco&lt;/groupId&gt;
    &lt;artifactId&gt;javacv-platform&lt;/artifactId&gt;
    &lt;version&gt;${javacpp.version}&lt;/version&gt;
&lt;/dependency&gt;
</dependencies>

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：

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：

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
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
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
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）：

如下图，成功播放，而且声音也正常：

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

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）：

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0和1，两个编码器ID分别是27和86018，这四个数字分别代表什么呢？

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）：

再看编码器ID，打开avcodec.java，看到编码器ID为27表示H264：

编码器ID值86018的十六进制是0x15002，对应的编码器如下图红框：

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；

https://github.com/zq2599/blog_demos

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