M3U8 是 Unicode 版本的 M3U,用 UTF-8 编码。"M3U" 和 "M3U8" 文件都是苹果公司使用的 HTTP Live Streaming(HLS) 协议格式的基础,这种协议格式可以在 iPhone 和 Macbook 等设备播放。
上述文字定义来自于维基百科。可以看到,m3u8 文件其实是 HTTP Live Streaming(缩写为 HLS) 协议的部分内容,而 HLS 是一个由苹果公司提出的基于 HTTP 的流媒体网络传输协议。
HLS 的工作原理是把整个流分成一个个小的基于 HTTP 的文件来下载,每次只下载一些。当媒体流正在播放时,客户端可以选择从许多不同的备用源中以不同的速率下载同样的资源,允许流媒体会话适应不同的数据速率。在开始一个流媒体会话时,客户端会下载一个包含元数据的 extended M3U (m3u8) playlist文件,用于寻找可用的媒体流。 HLS 只请求基本的 HTTP 报文,与实时传输协议(RTP)不同,HLS 可以穿过任何允许 HTTP 数据通过的防火墙或者代理服务器。它也很容易使用内容分发网络来传输媒体流。
简而言之,HLS 是新一代流媒体传输协议,其基本实现原理为将一个大的媒体文件进行分片,将该分片文件资源路径记录于 m3u8 文件(即 playlist)内,其中附带一些额外描述(比如该资源的多带宽信息···)用于提供给客户端。客户端依据该 m3u8 文件即可获取对应的媒体资源,进行播放。
因此,客户端获取 HLS 流文件,主要就是对 m3u8 文件进行解析操作。
那么,下面就简单介绍下 m3u8 文件。
m3u8 文件实质是一个播放列表(playlist),其可能是一个媒体播放列表(Media Playlist),或者是一个主列表(Master Playlist)。但无论是哪种播放列表,其内部文字使用的都是 utf-8 编码。
当 m3u8 文件作为媒体播放列表(Meida Playlist)时,其内部信息记录的是一系列媒体片段资源,顺序播放该片段资源,即可完整展示多媒体资源。其格式如下所示:
#EXTM3U
#EXT-X-TARGETDURATION:10
#EXTINF:9.009,
http://media.example.com/first.ts
#EXTINF:9.009,
http://media.example.com/second.ts
#EXTINF:3.003,
http://media.example.com/third.ts
对于点播来说,客户端只需按顺序下载上述片段资源,依次进行播放即可。而对于直播来说,客户端需要 定时重新请求 该 m3u8 文件,看下是否有新的片段数据需要进行下载并播放。
当 m3u8 作为主播放列表(Master Playlist)时,其内部提供的是同一份媒体资源的多份流列表资源(Variant Stream)。其格式如下所示:
#EXTM3U
#EXT-X-STREAM-INF:BANDWIDTH=150000,RESOLUTION=416x234,CODECS="avc1.42e00a,mp4a.40.2"
http://example.com/low/index.m3u8
#EXT-X-STREAM-INF:BANDWIDTH=240000,RESOLUTION=416x234,CODECS="avc1.42e00a,mp4a.40.2"
http://example.com/lo_mid/index.m3u8
#EXT-X-STREAM-INF:BANDWIDTH=440000,RESOLUTION=416x234,CODECS="avc1.42e00a,mp4a.40.2"
http://example.com/hi_mid/index.m3u8
#EXT-X-STREAM-INF:BANDWIDTH=640000,RESOLUTION=640x360,CODECS="avc1.42e00a,mp4a.40.2"
http://example.com/high/index.m3u8
#EXT-X-STREAM-INF:BANDWIDTH=64000,CODECS="mp4a.40.5"
http://example.com/audio/index.m3u8
该备用流资源指定了多种不同码率,不同格式的媒体播放列表,并且,该备用流资源也可同时提供不同版本的资源内容,比如不同语言的音频文件,不同角度拍摄的视屏文件等等。客户可以根据不同的网络状态选取合适码流的资源,并且最好根据用户喜好选择合适的资源内容。
更多详细内容,可查看:
以上,就是 m3u8 文件的大概内容。下面,我们就对 m3u8 内容格式进行讲解。
m3u8 的文件格式主要包含三方面内容:
AttributeName=AttributeValue
其中:
AttributeName
是由 [A..Z],[0..9] 和 -
组成的不带引号的字符串。因此,属性AttributeName
只能使用大写字母,不能使用小写字母,并且AttributeName
和=
中间不能有空格,同理,=
和AttributeValue
之间也不能有空格。标签的类型可分为五种类型:基础标签(Basic Tags),媒体片段类型标签(Media Segment Tags),媒体播放列表类型标签,主播放列表类型标签 和 播放列表类型标签。其具体内容如下所示:
EXT-X-DISCONTINUITY:该标签表明其前一个切片与下一个切片之间存在中断。其格式为:
#EXT-X-DISCONTINUITY
当以下任一情况变化时,必须使用该标签:
当以下任一情况变化时,应当使用该标签:
注:EXT-X-DISCONTINUITY 的一个经典使用场景就是在视屏流中插入广告,由于视屏流与广告视屏流不是同一份资源,因此在这两种流切换时使用 EXT-X-DISCONTINUITY 进行指明,客户端看到该标签后,就会处理这种切换中断问题,让体验更佳。 更多详细内容,请查看:Incorporating Ads into a Playlist
EXT-X-KEY:媒体片段可以进行加密,而该标签可以指定解密方法。 该标签对所有 媒体片段 和 由标签 EXT-X-MAP 声明的围绕其间的所有 媒体初始化块(Meida Initialization Section) 都起作用,直到遇到下一个 EXT-X-KEY(若 m3u8 文件只有一个 EXT-X-KEY 标签,则其作用于所有媒体片段)。 多个 EXT-X-KEY 标签如果最终生成的是同样的秘钥,则他们都可作用于同一个媒体片段。 该标签使用格式为:
#EXT-X-KEY:
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属性列表可以包含如下几个键:
EXT-X-MAP:该标签指明了获取媒体初始化块(Meida Initialization Section)的方法。 该标签对其后所有媒体片段生效,直至遇到另一个 EXT-X-MAP 标签。 其格式为:
#EXT-X-MAP:
其属性列表取值范围如下:
EXT-X-PROGRAM-DATE-TIME:该标签使用一个绝对日期/时间表明第一个样本片段的取样时间。 其格式为:
#EXT-X-PROGRAM-DATE-TIME:
其中,date-time-msec
是一个 ISO/IEC 8601:2004 规定的日期格式,形如:YYYY-MM-DDThh:mm:ss.SSSZ。
EXT-X-DATERANGE:该标签定义了一系列由属性/值对组成的日期范围。 其格式为:
#EXT-X-DATERANGE:
其属性列表取值如下:
X-X-
前缀是预留给客户端自定义属性的命名空间。 客户端自定义属性名时,应当使用反向 DNS(reverse-DNS)语法来避免冲突。 自定义属性值必须是使用双引号包裹的字符串,或者是十六进制序列,或者是十进制浮点数,比如:X-COM-EXAMPLE-AD-ID="XYZ123"
。 该属性为可选参数。
SCTE35-CMD, SCTE35-OUT, SCTE35-IN:用于携带 SCET-35 数据。 该属性为可选参数。
END-ON-NEXT:该属性值为一个可枚举字符串,其值必须为YES
。 该属性表明达到该范围末尾,也即等于后续范围的起始位置 START-DATE。后续范围是指具有相同 CLASS 的,在该标签 START-DATE 之后的具有最早 START-DATE 值的日期范围。 该属性时可选参数。
上文提到,m3u8 文件要么是媒体播放列表(Meida Playlist),要么是主播放列表(Master Playlist)。但无论是哪种列表,其有效内容均由两部分结构组成:
我们先简单介绍下 m3u8 文件媒体片段的表示方法:
#EXTINF:10.0,
http://example.com/movie1/fileSequenceA.ts
这样,获取资源片段的路径就是 m3u8 文件内指定的路径,即:http://example.com/movie1/fileSequenceA.ts
#EXTINF:10.0,
fileSequenceA.ts
这表示片段文件的路径是相对于 m3u8 文件路径的,即假设当前 m3u8 的路径为:https://127.0.0.1/hls/m3u8
,那么,片段文件 fileSequenceA.ts 的路径即为:https://127.0.0.1/hls/fileSequenceA.ts
尽管可以在 m3u8 文件中使用绝对路径指定媒体片段资源路径,但是更好的选择是使用相对路径。相对路径相较于绝对路径更轻便,同时是相对于 m3u8 文件的 URL。相比之下,绝对路径增加了 m3u8 文件内容(更多字符),增大了文件内容,同时也增大了网络传输量。
其中:
duration
:可以为十进制的整型或者浮点型,其值必须小于或等于 EXT-X-TARGETDURATION 指定的值。 注:建议始终使用浮点型指定时长,这可以让客户端在定位流时,减少四舍五入错误。但是如果兼容版本号 EXT-X-VERSION 小于 3,那么必须使用整型。EXT-X-BYTERANGE:该标签表示接下来的切片资源是其后 URI 指定的媒体片段资源的局部范围(即截取 URI 媒体资源部分内容作为下一个切片)。该标签只对其后一个 URI 起作用。其格式为:
#EXT-X-BYTERANGE:[@]
其中:
n
是一个十进制整型,表示截取片段大小(单位:字节)。o
也是一个十进制整型,指示截取起始位置(以字节表示,在 URI 指定的资源开头移动该字节位置后进行截取)。 如果o
未指定,则截取起始位置从上一个该标签截取完成的下一个字节(即上一个n+o+1
)开始截取。 如果没有指定该标签,则表明的切分范围为整个 URI 资源片段。 注:使用 EXT-X-BYTERANGE 标签要求兼容版本号 EXT-X-VERSION 大于等于 4。NONE
,AES-128
,SAMPLE-AES
当中的一个。 其中: NONE
:表示切片未进行加密(此时其他属性不能出现); AES-128
:表示表示使用 AES-128 进行加密。 SAMPLE-AES
:意味着媒体片段当中包含样本媒体,比如音频或视频,它们使用 AES-128 进行加密。这种情况下 IV 属性可以出现也可以不出现。NONE
。"identity"
。 使用该属性要求兼容版本号 EXT-X-VERSION 大于等于 5。/
分割的正整型数值构成的带引号的字符串(比如:"1"
,"1/2"
,"1/2/5"
)。 如果有一个或多特定的 KEYFORMT 版本被定义了,则可使用该属性指示具体版本进行编译。 该属性为可选参数,其默认值为"1"
。 使用该属性要求兼容版本号 EXT-X-VERSION 大于等于 5。s
表示目标时长(单位:秒)。number
即为切片序列号。number
为一个十进制整型数值。 如果播放列表未设置 EXT-X-DISCONTINUITY-SEQUENCE 标签,那么对于第一个切片的中断序列号应当为 0。type-enum
可选值如下:
AUDIO
,VIDEO
,SUBTITLES
,CLOSED-CAPTIONS
。 通常使用的都是CLOSED-CAPTIONS
。 该属性为必选参数。CLOSED-CAPTIONS
,那么则不能提供 URI。 该属性为可选参数。YES
和NO
。 该属性未指定时默认值为NO
。 如果该属性设为YES
,那么客户端在缺乏其他可选信息时应当播放该翻译流。 该属性为可选参数。YES
或NO
。 未指定时,默认设为NO
。 如果该属性设置YES
,那么客户端在用户没有显示进行设置时,可以选择播放该翻译流,因为其能配置当前播放环境,比如系统语言选择。 如果设置了该属性,那么当 DEFAULT 设置YES
时,该属性也必须设置为YES
。 该属性为可选参数。YES
或NO
。 未指定时,默认设为NO
。 只有在设置了 TYPE 为 SUBTITLES 时,才可以设置该属性。 当该属性设为YES
时,则暗示该翻译流包含重要内容。当设置了该属性,客户端应当选择播放匹配当前播放环境最佳的翻译流。 当该属性设为NO
时,则表示该翻译流内容意图用于回复用户显示进行请求。 该属性为可选参数。"CC1"
, "CC2"
, "CC3"
, "CC4"
和 "SERVICEn"
(n
的值为 1~63)。 对于其他 TYPE 值,该属性绝不能进行设置。/
分隔的参数列表组成的字符串。 所有音频 EXT-X-MEDIA 标签应当都设置 CHANNELS 属性。 如果主播放列表包含两个相同编码但是具有不同数目 channed 的翻译流,则必须设置 CHANNELS 属性;否则,CHANNELS 属性为可选参数。TYPE-0
或NONE
。 值为TYPE-0
表示该备份流可能会播放失败,除非输出被高带宽数字内容保护(HDCP)。 值为NONE
表示流内容无需输出拷贝保护。 使用不同程度的 HDCP 加密备份流应当使用不同的媒体加密密钥。 该属性为可选参数。在缺乏 HDCP 可能存在播放失败的情况下,应当提供该属性。NONE
。 如果其值为一个字符串,则必须与定义在主播放列表某处的设置了 TYPE 属性值为 CLOSED-CAPTIONS 的 EXT-X-MEDIA 标签的 GROUP-ID 属性值相匹配。 如果其值为NONE
,则所有的 ext-x-stream-inf 标签必须同样将该属性设置NONE
,表示主播放列表备份流均没有关闭的标题。对于某个备份流具备关闭标题,另一个备份流不具备关闭标题可能会触发播放中断。 该属性为可选参数。"com.example.movie.title"
。然而,由于没有中央注册机构,所以可能出现冲突情况。 该属性为必选参数。YES
或 NO
。 如果值为YES
,客户端应当播放包含 TIME-OFFSET 的媒体片段,但不要渲染该块内优先于 TIME-OFFSET 的样本块。 如果值为NO
,客户端应当尝试渲染在媒体片段内的所有样本块。 该属性为可选参数,未指定则认为NO
。Content-Type
必须设置为 application/vnd.apple.mpegurl
或者audio/mpegurl
。AttributeName
只能出现一次。