本文共 8592 字，大约阅读时间需要 28 分钟。

本系列文章列表:

1. 《》
2. 《》
3. 《》
4. 《》
5. 《》
6. 《》
7. 《》

本章开始，我们使用C++面向对象的思路来实现音视频播放器，主类为 Video_Player。

本次代码主要希望写的尽量规范、实现各部分模块化，最重要的是，写满详细的注释 ！！！ 代码要写的简单，还要写的美。

思路：

由于音视频播放器主要是由 ffmpeg 部分 及 SDL 部分来实现，因此在代码中，将这两者分别包装成独立的类。 ffmpe 类为：class Video_Player SDL 类为：class SDL_Player

ffmpeg 类中负责，初始化音视频，解码，以及输出解码后的音频及视频。

SDL 类中主要负责，初始化 SDL UI界面，以及 播放 外部传来的 音频及视频。 这样将两者完全独立开来的好处在于，可以快速的将这两者中的一个替换成其他功能类似的模块。

目前，我们先实现音、视频 同步播放的功能，后续再增加按键 / 鼠标 以及 字幕解码显示 等功能，一步步的增加这个视频器的功能。

一、class Video_Player 类实现

1.1 class Video_Player 类定义

// 文件主类class Video_Player {
   public:	static Video_Player* get_instance();		// 唯一暴露对外的接口	int Open_Video(const char* filename);		// 打开并播放音频	// packet 操作	int Get_stop_read_packet_flag(void);		// 判断是否需要暂停读取 packet包	void Set_stop_read_packet_flag(int flag);	// 配置暂停读取 packet包，停止 read packet包线程	int Read_packet(AVPacket* pkt);				// 函数封装：读取一个packet包	void Get_stream_index(int* audio, int* video);// 函数封装：获取音视频的stream index	void Packet_queue_put(AVPacket* pkt);		// 将packet包放入队列	void Packet_queue_get(int stream_id, AVPacket* pkt);		//从队列读取一个packet包	int Is_packet_queue_full(int stream_id);		// 查询packet 队列是否满了	int Get_packet_queue_nb_packets(int stream_id);	// 获得队列中包的数量protected:	Video_Player();	~Video_Player();	int Queue_Init(void);						// 初始化音视频队列	int Clock_Init(void);						// 初始化音视频参考时钟	int Demux_Init(void);						// 初始化解复用器，创建解析packet线程	int Audio_Codec_Init(void);					// 初始化音频解码器，创建音频解码线程	int Video_Codec_Init(void);					// 初始化视频解码器，创建视频解码线程private:	video_player_t* m_player;		// 视频结构体};

在 Video_Player 类中采用的 是单例模式，

static Video_Player* g_instance = nullptr;

暴露对外的接口为 get_instance 和 Open_Video。

用户只能通过 get_instance 来创建或者获得当前class Video_Player的对象 g_instance。

用户如果想播放一个视频文件，或者音频文件，

直接通过 Video_Player::get_instance()->Open_Video("filename") 就能快速的实现打开、解码、播放视频。

下面，根据代码运行调用流程，一步一步的来介绍 class Video_Player 中的方法的实现过程。

1.2 struct video_player_t 核心结构体实现

在 video_player_t 核心结构体中，包含了所有会用到的结构体变量，详细见注释。

// 视频文件结构体typedef struct {
   	char* filename;							// 文件名	AVFormatContext* p_fmt_ctx;				// 文件上下文结构体指针	AVStream* p_audio_stream;				// 音频流结构体指针	AVStream* p_video_stream;				// 视频流结构体指针	AVCodecContext* p_audio_codec_ctx;		// 音频解码器上下文结构体指针	AVCodecContext* p_video_codec_ctx;		// 视频解码器上下文结构体指针	int audio_index;	int video_index;	play_clock_t audio_clk;					// 音频时钟	play_clock_t video_clk;					// 视频时钟		packet_queue_t audio_pkt_queue;			// 音频packet链表	packet_queue_t video_pkt_queue;			// 视频packet链表	frame_queue_t  audio_frame_queue;		// 音频frame帧链表	frame_queue_t  video_frame_queue;		// 视频frame帧链表		AVFrame* p_frame_yuv;					// 转变为YUV格式的视频帧	audio_param_t audio_param_src;			// 转换格式前的音频参数	audio_param_t audio_param_dst;			// 转换格式后的音频参数	int stop_read_packet_flag;				// 停止读取packet 信号，会停止 read packet 线程}video_player_t;

1.3 Video_Player() 构造方法

在构造方法中，主要是基础功能的初始化，功能类似基础设施。

包括：

1. 分配私有结构体 video_player_t* m_player;的内存。
2. 初始化音/视频 packet list 链表，初始化音/视频 frame 帧队列。
3. 初始化音/视频参考时钟。
4. 初始化SDL UI界面（待实现）

Video_Player::Video_Player(){
   	g_failed_flag = false;	if (m_player != NULL) {
   		cout << __func__ << ": m_player != NULL !!!\n";		g_failed_flag = true;		return;	}	// 分配并清零 视频结构体内存	m_player = (video_player_t*)av_mallocz(sizeof(video_player_t));	if (!m_player) {
   		cout << __func__ << ": video_player_t(video_player_t) Failed !!!\n";		g_failed_flag = true;		return;	}	m_player->stop_read_packet_flag = 0;		// 停止读取 packet包信号	m_player->audio_index = -1;		// 音频流 stream id	m_player->video_index = -1;		// 视频流 stream id	// 初始化音视频队列	if (Queue_Init() < 0) {
   		cout << __func__ << ": Queue_Init() Failed !!!\n";		g_failed_flag = true;		return;	}	// 初始化音视频时钟	if (Clock_Init() < 0) {
   		cout << __func__ << ": Clock_Init() Failed !!!\n";		g_failed_flag = true;		return;	}		// SDL 类对象初始化	// TODO:}

1.4 ~Video_Player() 析构函数

当用户调用 delete 释放对象实例时，会自动调用当前析构函数，释放所申请的所有内存。

析构函数调用时机，目前代码暂定如下两种场景：

1. 实例化对象对程出错时，会调用 delete 删除对象实例。
2. 播放音/视频结束 或 中止播放时，会自动调用 delete删除对象实例。

Video_Player::~Video_Player(){
   	if (m_player != NULL) {
   		// 清除audio queue		for (int i = 0; i < m_player->audio_frame_queue.max_size; i++) {
   			if (m_player->audio_frame_queue.queue[i].frame != NULL) {
   				av_frame_free(&(m_player->audio_frame_queue.queue[i].frame));			}		}		// 清除video queue		for (int i = 0; i < m_player->video_frame_queue.max_size; i++) {
   			if (m_player->video_frame_queue.queue[i].frame != NULL) {
   				av_frame_free(&(m_player->video_frame_queue.queue[i].frame));			}		}		// 释放 AVFormatContext 内存		if (m_player->p_fmt_ctx != NULL) {
   			avformat_close_input(&m_player->p_fmt_ctx);	// 关闭文件			avformat_free_context(m_player->p_fmt_ctx);	// 释放上下文内存		}		// 释放 filename 内存		if (m_player->filename != NULL) {
   			av_freep(&m_player->filename);		}		// 释放视频结构体对象内存		av_freep(m_player);	}	cout << __func__ << ": success ^_^\n";}

1.5 get_instance() 创建 / 获得类对象

在 get_instance() 方法中，如果当前类未实例化，则做实例化，自动运行类构造函数。

如果当前类已经实例化过了，则直接返回类实例化的对象 g_instance。

在实例化过程中，一旦出错，检测到 g_failed_flag == true 则直接调用 类析构函数，释放申请的内存，并返回用户 NULL空指针表示实例化失败。

Video_Player* Video_Player::get_instance(){
   	if (g_instance == NULL) {
   		g_instance = new Video_Player;		if (g_failed_flag == true && g_instance != nullptr) {
   			cout << __func__ << ": new Video_Player Failed !!!\n";			delete(g_instance);			g_instance = nullptr;		}	}	return g_instance;}

1.6 Open_Video() 打开、解码、播放 音 / 视频主函数

Open_Video() 方法可以说是主函数，通过这 一个函数，就能够实现视频播放的整个流程，简化调用者的代码。

包括如下：

1. 打开音 / 视频文件
2. 将音/ 视 频文件解复用，创建线程，将音视频中的packet 包保存在对应的音频 / 视频 packet list 中。
3. 如果存在视频，则创建视频解码器，创建线程，对视频 packet list 上的包进行解码，将解码后的 frame 帧保存在 视频帧队列中。
4. 如果存在音频，则创建音频解码器，创建线程，对音频 packet list 上的包进行解码，将解码后的 frame 帧保存在 音频帧队列中。
5. 创建对应的 SDL 音频 或 视频 线程，负责将将 视频 / 音频 帧队列上的数据通过SDL 显示/ 播放出来。
6. 在Open_Video() 过程一旦出错，则直接调用 delete ，自动析构所申请的资源。

// 打开并播放音频int Video_Player::Open_Video(const char* filename){
   	if (m_player == NULL) {
   		if (get_instance() == NULL) {
   			return -1;		}	}	m_player->filename = av_strdup(filename);	if (m_player->filename == nullptr) {
   		cout << __func__ << ": av_strdup failed, filename = " << filename << endl;		goto Failed;	}	// 将文件解复用，创建线程读取所有的 packet 保存在packet_queue_t 链表上.	if (Demux_Init() < 0) {
   		cout << __func__ << ": Demux_Init() Failed !!!\n";		goto Failed;	}	// 如果存在音频流，则初始化音频解码器，创建线程开始解码并播放	if (m_player->audio_index != -1) {
   		if (Audeo_Codec_Init() < 0) {
   			cout << __func__ << ": Audeo_Codec_Init() Failed !!!\n";			goto Failed;		}		// TODO: 初始化 SDL 音频 ，创建SDL 音频播放线程	}	// 如果存在视频流，则初始化视频解码器，创建线程开始解码并播放	if (m_player->video_index != -1) {
   		// TODO 		// TODO: 初始化 SDL 视频 ，创建SDL 音频播放线程	}	cout << __func__ << ": success ^_^\n";	return 0;Failed:	if (g_instance != NULL) {
   		delete(g_instance);	}}

1.7 Demux_Init() 解复用初始化

从class 定义上可以看到，解复用函数 Demux_Init() 为 protected 类型的函数，并不会暴露给用户调用。

主要功能包括：

1. 打开音视频文件
2. 获取文件中的所有音频 / 视频流信息。
3. 创建解复用线程，负责将解复用后的 音频/视频流 分别保存在对应的 packet list 上。

// 初始化解复用器，创建解析packet线程int Video_Player::Demux_Init(void){
   	if (m_player == NULL)		return -1;	AVFormatContext* p_fmt_ctx = NULL;	// 1. 分配文件格式上下文结构体内存	p_fmt_ctx = avformat_alloc_context();	if (!p_fmt_ctx) {
   		cout << __func__ << ": avformat_alloc_context() Failed !!!\n";		return AVERROR(ENOMEM);	}	// 2. 打开文件	if (avformat_open_input(&p_fmt_ctx, m_player->filename, NULL, NULL) < 0) {
   		cout << __func__ << ": avformat_open_input() Failed !!!\n";		return -1;	}	m_player->p_fmt_ctx = p_fmt_ctx;		// 3. 获取视频中所有流的信息，保存在 p_fmt_ctx->streams数组中，流数量为 p_fmt_ctx->p_fmt_ctx->nb_streams	if (avformat_find_stream_info(p_fmt_ctx, NULL) < 0) {
   		cout << __func__ << ": avformat_find_stream_info() Failed !!!\n";		return -1;	}	// 4. 打印流信息	av_dump_format(p_fmt_ctx, 0, m_player->filename, 0);	// 5. 查找第一个音频流/视频流	for (int i = 0; i < p_fmt_ctx->nb_streams; i++) {
   		AVStream* p_stream = p_fmt_ctx->streams[i];		if (p_stream->codecpar->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO && m_player->audio_index == -1) {
   			m_player->audio_index = i;		}		else if (p_stream->codecpar->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO && m_player->video_index == -1) {
   			m_player->video_index = i;		}		if (m_player->audio_index != -1 && m_player->video_index != -1) {
   			m_player->p_audio_stream = p_fmt_ctx->streams[m_player->audio_index];			m_player->p_video_stream = p_fmt_ctx->streams[m_player->video_index];			cout << __func__ << ": 找到音频流 index=" << m_player->audio_index << " 视频流 index=" << m_player->video_index << endl;		}	}	// 6. 存在只有音频或只有视频的情况，只要有一个流，就创建线程，开始解析 packet	if (m_player->audio_index != -1 || m_player->video_index != -1) {
   		// 7. 创建线程，开始解析音视频packet 包		thread p_demux_thread = thread(demux_packet_thread_func);		p_demux_thread.detach();	}	else {
   		cout << __func__ << ": Failed !!!\n";		return -1;	}	return 0;}

1.8 demux_packet_thread_func() 解复用线程函数

转载地址：https://ciellee.blog.csdn.net/article/details/110535667 如侵犯您的版权，请留言回复原文章的地址，我们会给您删除此文章，给您带来不便请您谅解！