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本篇概覽

自己的mp4檔案，如何讓更多的人遠端播放？如下圖所示：

這裡簡單解釋一下上圖的功能：

部署開源流媒體伺服器SRS
開發名為PushMp4的java應用，該應用會讀取本機磁盤上的Mp4檔案，讀取每一幀，推送到SRS上
每個想看視訊的人，就在自己電腦上用流媒體播放軟體（例如VLC）連接配接SRS，播放PushMp4推上來的視訊

今天咱們就來完成上圖中的實戰，整個過程分為以下步驟：

環境資訊
準備MP4檔案
用docker部署SRS
java應用開發和運作
VLC播放

環境資訊

本次實戰，我這邊涉及的環境資訊如下，供您參考

作業系統：macOS Monterey
JDK：1.8.0_211
JavaCV：1.5.6
SRS：3

準備MP4檔案

準備一個普通的MP4視訊檔案即可，我是線上下載下傳了視訊開發常用的大熊兔視訊，位址是：

https://www.learningcontainer.com/wp-content/uploads/2020/05/sample-mp4-file.mp4

用docker部署SRS

SRS是著名的開源的媒體伺服器，推到這裡的流，都可以用媒體播放器線上播放，為了簡單起見，我在docker環境下一行指令完成部署

docker run -p 11935:1935 -p 1985:1985 -p 8080:8080 ossrs/srs:3

此刻SRS服務正在運作中，可以推流上去了

開發JavaCV應用

接下來進入最重要的編碼階段，建立名為simple-grab-push的maven工程，pom.xml如下（那個名為javacv-tutorials的父工程其實沒有什麼作用，我這裡隻是為了友善管理多個工程的代碼而已，您可以删除這個父工程節點）：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <parent>
        <artifactId>javacv-tutorials</artifactId>
        <groupId>com.bolingcavalry</groupId>
        <version>1.0-SNAPSHOT</version>
    </parent>
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
    <groupId>com.bolingcavalry</groupId>
    <version>1.0-SNAPSHOT</version>
    <artifactId>simple-grab-push</artifactId>
    <packaging>jar</packaging>

    <properties>
        <!-- javacpp目前版本 -->
        <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>

        <!-- javacv相關依賴，一個就夠了 -->
        <dependency>
            <groupId>org.bytedeco</groupId>
            <artifactId>javacv-platform</artifactId>
            <version>${javacpp.version}</version>
        </dependency>
    </dependencies>
</project>

從上述檔案可見，JavaCV的依賴隻有一個javacv-platform，挺簡潔
接下來開始編碼，在編碼前，先把整個流程畫出來，這樣寫代碼就清晰多了：

從上圖可見流程很簡單，這裡将所有代碼寫在一個java類中：

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 讀取指定的mp4檔案，推送到SRS伺服器
 * @date 2021/11/19 8:49
 */
@Slf4j
public class PushMp4 {
    /**
     * 本地MP4檔案的完整路徑(兩分零五秒的視訊)
     */
    private static final String MP4_FILE_PATH = "/Users/zhaoqin/temp/202111/20/sample-mp4-file.mp4";

    /**
     * SRS的推流位址
     */
    private static final String SRS_PUSH_ADDRESS = "rtmp://192.168.50.43:11935/live/livestream";

    /**
     * 讀取指定的mp4檔案，推送到SRS伺服器
     * @param sourceFilePath 視訊檔案的絕對路徑
     * @param PUSH_ADDRESS 推流位址
     * @throws Exception
     */
    private static void grabAndPush(String sourceFilePath, String PUSH_ADDRESS) throws Exception {
        // ffmepg日志級别
        avutil.av_log_set_level(avutil.AV_LOG_ERROR);
        FFmpegLogCallback.set();

        // 執行個體化幀抓取器對象，将檔案路徑傳入
        FFmpegFrameGrabber grabber = new FFmpegFrameGrabber(MP4_FILE_PATH);

        long startTime = System.currentTimeMillis();

        log.info("開始初始化幀抓取器");

        // 初始化幀抓取器，例如資料結構（時間戳、編碼器上下文、幀對象等），
        // 如果入參等于true，還會調用avformat_find_stream_info方法擷取流的資訊，放入AVFormatContext類型的成員變量oc中
        grabber.start(true);

        log.info("幀抓取器初始化完成，耗時[{}]毫秒", System.currentTimeMillis()-startTime);

        // grabber.start方法中，初始化的解碼器資訊存在放在grabber的成員變量oc中
        AVFormatContext avFormatContext = grabber.getFormatContext();

        // 檔案内有幾個媒體流（一般是視訊流+音頻流）
        int streamNum = avFormatContext.nb_streams();

        // 沒有媒體流就不用繼續了
        if (streamNum<1) {
            log.error("檔案内不存在媒體流");
            return;
        }

        // 取得視訊的幀率
        int frameRate = (int)grabber.getVideoFrameRate();

        log.info("視訊幀率[{}]，視訊時長[{}]秒，媒體流數量[{}]",
                frameRate,
                avFormatContext.duration()/1000000,
                avFormatContext.nb_streams());

        // 周遊每一個流，檢查其類型
        for (int i=0; i< streamNum; i++) {
            AVStream avStream = avFormatContext.streams(i);
            AVCodecParameters avCodecParameters = avStream.codecpar();
            log.info("流的索引[{}]，編碼器類型[{}]，編碼器ID[{}]", i, avCodecParameters.codec_type(), avCodecParameters.codec_id());
        }

        // 視訊寬度
        int frameWidth = grabber.getImageWidth();
        // 視訊高度
        int frameHeight = grabber.getImageHeight();
        // 音頻通道數量
        int audioChannels = grabber.getAudioChannels();

        log.info("視訊寬度[{}]，視訊高度[{}]，音頻通道數[{}]",
                frameWidth,
                frameHeight,
                audioChannels);

        // 執行個體化FFmpegFrameRecorder，将SRS的推送位址傳入
        FFmpegFrameRecorder recorder = new FFmpegFrameRecorder(SRS_PUSH_ADDRESS,
                frameWidth,
                frameHeight,
                audioChannels);

        // 設定編碼格式
        recorder.setVideoCodec(avcodec.AV_CODEC_ID_H264);

        // 設定封裝格式
        recorder.setFormat("flv");

        // 一秒内的幀數
        recorder.setFrameRate(frameRate);

        // 兩個關鍵幀之間的幀數
        recorder.setGopSize(frameRate);

        // 設定音頻通道數，與視訊源的通道數相等
        recorder.setAudioChannels(grabber.getAudioChannels());

        startTime = System.currentTimeMillis();
        log.info("開始初始化幀抓取器");

        // 初始化幀錄制器，例如資料結構（音頻流、視訊流指針，編碼器），
        // 調用av_guess_format方法，确定視訊輸出時的封裝方式，
        // 媒體上下文對象的記憶體配置設定，
        // 編碼器的各項參數設定
        recorder.start();

        log.info("幀錄制初始化完成，耗時[{}]毫秒", System.currentTimeMillis()-startTime);

        Frame frame;

        startTime = System.currentTimeMillis();

        log.info("開始推流");

        long videoTS = 0;

        int videoFrameNum = 0;
        int audioFrameNum = 0;
        int dataFrameNum = 0;

        // 假設一秒鐘15幀，那麼兩幀間隔就是(1000/15)毫秒
        int interVal = 1000/frameRate;
        // 發送完一幀後sleep的時間，不能完全等于(1000/frameRate)，不然會卡頓，
        // 要更小一些，這裡取八分之一
        interVal/=8;

        // 持續從視訊源取幀
        while (null!=(frame=grabber.grab())) {
            videoTS = 1000 * (System.currentTimeMillis() - startTime);

            // 時間戳
            recorder.setTimestamp(videoTS);

            // 有圖像，就把視訊幀加一
            if (null!=frame.image) {
                videoFrameNum++;
            }

            // 有聲音，就把音頻幀加一
            if (null!=frame.samples) {
                audioFrameNum++;
            }

            // 有資料，就把資料幀加一
            if (null!=frame.data) {
                dataFrameNum++;
            }

            // 取出的每一幀，都推送到SRS
            recorder.record(frame);

            // 停頓一下再推送
            Thread.sleep(interVal);
        }

        log.info("推送完成，視訊幀[{}]，音頻幀[{}]，資料幀[{}]，耗時[{}]秒",
                videoFrameNum,
                audioFrameNum,
                dataFrameNum,
                (System.currentTimeMillis()-startTime)/1000);

        // 關閉幀錄制器
        recorder.close();
        // 關閉幀抓取器
        grabber.close();
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        grabAndPush(MP4_FILE_PATH, SRS_PUSH_ADDRESS);
    }
}

上述代碼中每一行都有詳細注釋，就不多贅述了，隻有下面這四處關鍵需要注意：

MP4_FILE_PATH是本地MP4檔案存放的地方，請改為自己電腦上MP4檔案存放的位置
SRS_PUSH_ADDRESS是SRS服務的推流位址，請改為自己的SRS服務部署的位址
grabber.start(true)方法執行的時候，内部是幀抓取器的初始化流程，會取得MP4檔案的相關資訊
recorder.record(frame)方法執行的時候，會将幀推送到SRS伺服器

編碼完成後運作此類，控制台日志如下所示，可見成功的取到了MP4檔案的幀率、時長、解碼器、媒體流等資訊，然後開始推流了：

23:21:48.107 [main] INFO com.bolingcavalry.grabpush.PushMp4 - 開始初始化幀抓取器
23:21:48.267 [main] INFO com.bolingcavalry.grabpush.PushMp4 - 幀抓取器初始化完成，耗時[163]毫秒
23:21:48.277 [main] INFO com.bolingcavalry.grabpush.PushMp4 - 視訊幀率[15]，視訊時長[125]秒，媒體流數量[2]
23:21:48.277 [main] INFO com.bolingcavalry.grabpush.PushMp4 - 流的索引[0]，編碼器類型[0]，編碼器ID[27]
23:21:48.277 [main] INFO com.bolingcavalry.grabpush.PushMp4 - 流的索引[1]，編碼器類型[1]，編碼器ID[86018]
23:21:48.279 [main] INFO com.bolingcavalry.grabpush.PushMp4 - 視訊寬度[320]，視訊高度[240]，音頻通道數[6]
23:21:48.294 [main] INFO com.bolingcavalry.grabpush.PushMp4 - 開始初始化幀抓取器
23:21:48.727 [main] INFO com.bolingcavalry.grabpush.PushMp4 - 幀錄制初始化完成，耗時[433]毫秒
23:21:48.727 [main] INFO com.bolingcavalry.grabpush.PushMp4 - 開始推流

接下來試試能不能拉流播放

用VLC播放

請安裝VLC軟體，并打開
如下圖紅框，點選菜單中的Open Network…，然後輸入前面代碼中寫的推流位址（我這裡是rtmp://192.168.50.43:11935/live/livestream）：

如下圖，成功播放，而且聲音也正常：

附加知識點

經過上面的實戰，我們熟悉了播放和推流的基本操作，掌握了正常資訊的擷取以及參數設定，除了代碼中的知識，還有以下幾個隐藏的知識點也值得關注

設定ffmpeg日志級别的代碼是avutil.av_log_set_level(avutil.AV_LOG_ERROR)，把參數改為avutil.AV_LOG_INFO後，可以在控制台看到更豐富的日志，如下圖紅色區域，裡面顯示了MP4檔案的詳細資訊，例如兩個媒體流（音頻流和視訊流）：

第二個知識點是關于編碼器類型和編碼器ID的，如下圖，兩個媒體流(AVStream)的編碼器類型分别是0和1，兩個編碼器ID分别是27和86018，這四個數字分别代表什麼呢？

先看編碼器類型，用IDEA的反編譯功能打開avutil.class，如下圖，編碼器類型等于0表示視訊(VIDEO)，類型等于1表示音頻（AUDIO）：

再看編碼器ID，打開avcodec.java，看到編碼器ID為27表示H264：

編碼器ID值86018的十六進制是0x15002，對應的編碼器如下圖紅框：

至此，JavaCV推流實戰(MP4檔案)已經全部完成，希望通過本文咱們可以一起熟悉JavaCV處理推拉流的正常操作；

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Java實戰音視訊領域：JavaCV推流(MP4檔案)

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環境資訊

準備MP4檔案

用docker部署SRS

開發JavaCV應用

用VLC播放

附加知識點

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