Android Multimedia框架总结（九）Stagefright框架之数据处理及到OMXCodec过程

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不知不觉到第九篇了，感觉还有好多好多没有写，路漫漫其修远兮 ，吾将上下而求索，上篇主要介绍了Stagefright框架及AwesomePlayer的数据解析器，最后我们说道，涉及parse及decode部分，将在本篇中介绍，看下今天的Agenda:

• 两张图看数据走向
• AwesomePlayer中prepare过程
• AwesomePlayer初始化音视频解码器过程
• Stagefright的Decode过程
• Stagefright处理数据过程
• 数据由源到最终解码后的流程

两张图看数据走向

一切从MediaSource中来，一切又从MediaSource中去 
Audio: 

Video: 

AwesomePlayer中prepare过程

首先我们开始看下AwesomePlayer的prepare的执行过程：

 

以上代码总结为：prepare过程调用了prepareAsync_l函数，在prepareAsync_l中执行new AwesomeEvent,并将AwesomePlayer调用onPrepareAsyncEvent的结果返回AwesomeEvent的构造作为参数。 
接着分析AwesomeEvent的过程： 启动mQueue，作为event handler

上面new AwesomeEvent会执行onPrepareAsyncEvent函数，我们看下该函数的做了什么？

 

以上代码总结为：会将AV(音视频)进行分处理，于是有了AwesomePlayer::initVideoDecoder及AwesomePlayer::initAudioDecoder()函数。 
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初始化音视频解码器过程

我们先看下initVideoDecoder，即初始化视频解码器：

 

接着看下初始化音频解码器,看下几个变量的声明:

接着看代码如下：

 

对上面代码进行总结： 
Stagefright调用AwesomePlayer的prepare后，AwesomePlayer调用自身的prepareAsync进行初始化化音视频解码器,这两个方法里面都会OMXCodec::Create，接下来看下这个过程。

Stagefright的Decode过程

经过“数据流的封装”得到的两个MediaSource，其实是两个OMXCodec。AwesomePlayer和mAudioPlayer都是从MediaSource中得到数据进行播放。AwesomePlayer得到的是最终需要渲染的原始视频数据，而mAudioPlayer读取的是最终需要播放的原始音频数据。也就是说，从OMXCodec中读到的数据已经是原始数据了。 
OMXCodec是怎么把数据源经过parse、decode两步以后转化成原始数据的。从OMXCodec::Create这个构造方法开始，下面看它的代码:

 
 

以上代码总结为：对应参数分析：

• IOMX &omx指的是一个OMXNodeInstance对象的实例。
• MetaData ＆meta这个参数由MediaSource.getFormat获取得到。这个对象的主要成员就是一个KeyedVector(uint32_t, typed_data） mItems，里面存放了一些代表MediaSource格式信息的名值对。
• bool createEncoder指明这个OMXCodec是编码还是解码。
• MediaSource ＆source是一个MediaExtractor（数据解析器）。
• char *matchComponentName指定一种Codec用于生成这个OMXCodec。 
  先使用findMatchingCodecs寻找对应的Codec，找到以后为当前IOMX分配节点并注册事件监听器：omx->allocateNode(componentName, observer, &node)。最后，把IOMX封装进一个OMXCodec：

这样就得到了OMXCodec。

• AwesomePlayer中得到这个OMXCodec后，接着看initVideoDecoder/initAudioDecoder，这里看initAudioDecoder方法，是把 mAudioSource = mOmxSource,赋值，接着调用mAudioSource->start()进行初始化。 OMXCodec初始化主要是做两件事： 
  
  • 向OpenMAX发送开始命令。mOMX->sendCommand(mNode, OMX_CommandStateSet, OMX_StateIdle)
  • 调用allocateBuffers()分配两个缓冲区，存放在Vector mPortBuffers[2]中，分别用于输入和输出。
• 然后在现个initxxxDecoder方法中会调用(mAudioSource->start()/mVideoSource->start())

触发MediaSource的子类VideoSource及AudioSource调用start()方法后，它的内部就会开始从数据源获取数据并解析，等到缓冲区满后便停止。在AwesomePlayer里就可以调用MediaSource的read方法读取解码后的数据。

• 对于mVideoSource来说，读取的数据：mVideoSource->read(&mVideoBuffer, &options)交给显示模块进行渲染，mVideoRenderer->render(mVideoBuffer);

• 对mAudioSource来说，用mAudioPlayer对mAudioSource进行封装，然后由mAudioPlayer负责读取数据和播放控制。

• AwesomePlayer调用OMXCode读取ES数据，并且进行解码的处理

• OMXCodec调用MediaSource的read函数来获取音视频的数据
• OMXCodec调用Android的IOMX接口，其实就是Stagefrightdecode中的 OMX实现

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这个过程就是prepare的过程，重点是解码把流放到Buffer中 
接下来，当Java层调用start方法时，通过mediaplayerservice，再传到StagefrightPlayer中，引用AwesomePlayer，这样就调到AwesomePlayer的play方法，看代码：

 

• 当AwesomePlayer调用play后，通过mVideoSource->read(&mVideoBuffer, &options)读取数据。mVideoSource->read(&mVideoBuffer, &options)具体是调用OMXCodec.read来读取数据。而OMXCodec.read主要分两步来实现数据的读取：
• (1) 通过调用drainInputBuffers()对mPortBuffers[kPortIndexInput]进行填充，这一步完成 parse。由OpenMAX从数据源把demux后的数据读取到输入缓冲区，作为OpenMAX的输入。
• (2) 通过fillOutputBuffers()对mPortBuffers[kPortIndexOutput]进行填充，这一步完成 decode。由OpenMAX对输入缓冲区中的数据进行解码，然后把解码后可以显示的视频数据输出到输出缓冲区。 
  AwesomePlayer通过mVideoRenderer->render(mVideoBuffer)对经过parse和decode 处理的数据进行渲染。一个mVideoRenderer其实就是一个包装了IOMXRenderer的AwesomeRemoteRenderer：

Stagefright处理数据过程

• Audioplayer为AwesomePlayer的成员，audioplayer通过callback来驱动数据的获取，awesomeplayer则是通过 videoevent来驱动。二者有个共性，就是数据的获取都抽象成mSource->read()来完成，且read内部把parse和decode绑在一起。Stagefright AV同步部分，audio完全是callback驱动数据流，注意是video部分在onVideoEvent里会获取audio的时间戳，是传统的AV时间戳做同步。

• AwesomePlayer的Video主要有以下几个成员：

  • mVideoSource(解码视频)
  • mVideoTrack(从多媒体文件中读取视频数据)
  • mVideoRenderer(对解码好的视频进行格式转换，android使用的格式为RGB565)
  • mISurface(重绘图层)
  • mQueue(event事件队列)

• stagefright运行时的Audio流程如下：

  • 首先设置mUri的路径
  • 启动mQueue，创建一个线程来运行 threadEntry（命名为TimedEventQueue，这个线程就是event调度器）
  • 打开mUri所指定的文件的头部，则会根据类型选择不同的分离器（如MPEG4Extractor）
  • 使用 MPEG4Extractor对MP4进行音视频轨道的分离，并返回MPEG4Source类型的视频轨道给mVideoTrack
  • 根据 mVideoTrack中的编码类型来选择解码器，avc的编码类型会选择AVCDecoder，并返回给mVideoSource，并设置mVideoSource中的mSource为mVideoTrack
  • 插入onVideoEvent到Queue中，开始解码播放
  • 通过mVideoSource对象来读取解析好的视频buffer

如果解析好的buffer还没到AV时间戳同步的时刻，则推迟到下一轮操作

1、mVideoRenderer为空，则进行初始化（如果不使用 OMX会将mVideoRenderer设置为AwesomeLocalRenderer） 
2、通过mVideoRenderer对象将解析好的视频buffer转换成RGB565格式，并发给display模块进行图像绘制 
3、将onVideoEvent重新插入event调度器来循环

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Stagefright数据由源到最终解码后的流程

可以对照《Android Multimedia框架总结（八）Stagefright框架之AwesomePlayer及数据解析器》中那个图，这里不贴了，

• 设置DataSource，数据源可以两种URI和FD。URI可以http://，rtsp://等。FD是一个本地文件描述符，能过FD，可以找到对应的文件。
• 由DataSource生成MediaExtractor。通过sp extractor = MediaExtractor::Create(dataSource);来实现。 MediaExtractor::Create(dataSource)会根据不同的数据内容创建不同的数据读取对象。
• 通过调用setVideoSource由MediaExtractor分解生成音频数据流（mAudioTrack）和视频数据流（mVideoTrack）。
• onPrepareAsyncEvent()如果DataSource是URL的话，根据地址获取数据，并开始缓冲，直到获取到mVideoTrack和mAudioTrack。mVideoTrack和mAudioTrack通过调用initVideoDecoder()和initAudioDecoder()来生成 mVideoSource和mAudioSource这两个音视频解码器。然后调用postBufferingEvent_l()提交事件开启缓冲。
• 数据缓冲的执行函数是onBufferingUpdate()。缓冲区有足够的数据可以播放时，调用play_l()开始播放。play_l()中关键是调用了postVideoEvent_l()，提交了 mVideoEvent。这个事件执行时会调用函数onVideoEvent()。这个函数通过调用 mVideoSource->read(&mVideoBuffer, &options)进行视频解码。音频解码通过mAudioPlayer实现。
• 视频解码器解码后通过mVideoSource->read读取一帧帧的数据，放到mVideoBuffer中，最后通过 mVideoRenderer->render(mVideoBuffer)把视频数据发送到显示模块。当需要暂停或停止时，调用cancelPlayerEvents来提交事件用来停止解码，还可以选择是否继续缓冲数据。

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