带缓存功能的视频播放器

世界上早就有一些优秀的 app 视频播放器，如优酷、爱奇艺等，能续播和下载视频。想用用不了，于是琢磨着自己实现一款类似功能的播放器。仅仅做一款不带缓存功能播放器，使用 AVPlayerViewController 即可满足，如若还要自定义界面，使用 AVFoundation 也是分分钟的事，想做缓存功能，由于系统库没有直接支持，则需要翻倍工作。

方案探索

• FFmpeg

功能强大，能满足复杂需求，也意味着复杂，需要掌握视频编解码知识以及和 C 语言打交道。

• HttpServer

在应用内搭建一个 HttpServer，Server 再请求视频资源。说白了是一个 agent，虽说比 FFmpeg 简单些，可是工作量也是不小。

• ResourceLoader

AVURLAsset 有个 AVAssetResourceLoaderDelegate，是资源加载的 delgate，轻量级，适用。关于该方案，可以参考这篇博文,这博文附带的 demo 有坑（少了一行代码）。

既然选好了方案，最好是了解一下相关背景知识，包括 AVFoundation、视频断点下载的最佳实现方式以及加载视频。

AVFoundation

AVFoundation stack on iOS

AVFoundation 是 iOS 自带的库，从图可以看出，支持播放音乐、视频和动画效果。往细里看，关注 AVAsset、AVPlayerItem、AVPlayer、AVPlayerLayer

• AVAsset
  一般来说，更加常用的是其子类 AVURLAsset，也可以自定义 AV****Asset。该类管理音视频轨道、格式类型，加载视频等等。
• AVPlayerItem
  正如其名，代表着控制播放，包括播放暂停、快进快退等。总得来说，管理视频播放的状态。
• AVPlayer
  player 负责解码视频，可以设置播放速率，可以控制播放暂停，快进快退等，建议把这个职责交给 AVPlayerItem。
• AVPlayerLayer
  layer 负责渲染视频，如果不设置，只播放语音。
  //Demo
  let videoURL = NSURL(string: "your video url here")!
  let videoAsset = AVURLAsset(URL: videoURL)
  let playerItem = AVPlayerItem(asset: videoAsset)
  let player = AVPlayer(playerItem: playerItem)
  let layer = AVPlayerLayer(player: player)
  // add layer to your view

视频断点下载

断点下载方案有有几套，需要了解各套方案，从而得出最佳方式。

• NSURLSessionDownloadTask
  通过 NSURLSession 生成 Task，执行下载任务。中途可以取消下载，只需要保存上下文，即可恢复下载任务。
• Stream
  使用文件流来完成下载任务，在配置的时候跳过部分字节，也算是简单的一种方案。
• Http 头的 Range 请求头
  在构造 Request 时设置Range即可从某字节开始下载资源。比起前面两种方法，不用生产 Task，不用打开关闭流，更加方便简单，也不需要存着下载进度，继续下载只需要读取文件，取得长度，设置 Range 即可，因此使用 Range 是最佳断点下在发方式。

Range 请求头

发起一个 Http 请求后，会收到返回，一般来说有以下内容。
HTTP/1.0 200 OK
Content-Type: image/png
Content-Length: 36907
Connection: keep-alive
Server: nginx
Accept-Ranges: bytes
看到Accept-Ranges: bytes，表明服务器支持Range 请求，支持的单位是字节；如果Accept-Ranges: none，表明服务器不支持，要用其他方案。值得开心的是，大部分 web 服Range头域可以请求实体的一个或者多个子范围。
设置 Range 的值也是非常简单，key 是 Range，value 是 bytes=XXX，其中 bytes=0-499表示头500个字节，bytes=-500表示最后500字节，bytes=2000-表示第2000之后的所有字节，同时也可以指定多个范围，如 bytes=500-1000,1200-1800。

ResourceLoader

使用 AVFoundation 播放音视频，给AVURLAsset的属性resourceLoader 指定 delegate 后，在资源的 URL 不能被系统识别时可以自定义视频加载，如 Lemur://www.lemur.work/player.mov。
let offset: UInt64 = xxx
let url = NSURL(string: urlString)!
let configuration = NSURLSessionConfiguration.defaultSessionConfiguration()
let session = NSURLSession(configuration: configuration, delegate: self, delegateQueue: nil)
let request = NSMutableURLRequest(URL: url)
request.setValue("bytes=(offset)-", forHTTPHeaderField: "Range")
let task = session.dataTaskWithRequest(request)
task.resume()
接下来重点关注 AVAssetResourceLoaderDelegate 的实现。

AVAssetResourceLoaderDelegate

该 delegate 是连接视频播放和视频断点下载的桥梁。
optional func resourceLoader(
_ resourceLoader: AVAssetResourceLoader,
shouldWaitForLoadingOfRequestedResource loadingRequest: AVAssetResourceLoadingRequest
) -> Bool
当视频播放器要加载视频，通过这个方法发起一个请求，只要给请求提供返回，就实现了视频播放。该接口会被调用多次，请求不同片段的视频数据，应当保存这些请求，在请求的数据全部响应完毕才销毁该请求。
optional func resourceLoader(
_ resourceLoader:AVAssetResourceLoader,
didCancelLoadingRequest loadingRequest: AVAssetResourceLoadingRequest
)
当视频播放器要取消请求时，相应的，也应该停止下载这部分数据。通常在拖拽视频进度时调这方法。
optional func resourceLoader(
_ resourceLoader: AVAssetResourceLoader,
shouldWaitForRenewalOfRequestedResource renewalRequest: AVAssetResourceRenewalRequest
) -> Bool
当视频播放器播放新的视频时，需要把之前发起的请求全部请求，并发起新的视频请求。

整套方案

1. 搭好视频播放器 UI
   提醒的一点是监听播放器的状态，如视频可以开始播放等等。
2. 断点下载
   下载的数据保存在文件系统，用 URL 的 MD5 后值为文件名，下次再下载时检查是否已经下载过，并读取进度，在向服务器发起下载请求。
3. ResourceLoader
   使用自定义的 scheme 播放视频，保存所有的请求，并在下载数据后响应请求，保证每个请求都有合适的响应。

写在最后

当初决定写一个带缓存功能的播放器时，觉得是困难的，在那之前，没有学习过视频相关的知识。既然决定要做了，开始翻阅大量资料，感触最深的是，逐个击破。将任务分解成多个小任务，每天只专注于一个，很快就完成任务。