MPEG流的网络客户端播放

18.1  需求定义 
    大家知道，在网络上传输音频、视频等多媒体数据，目前主要有下载和流式传输两种方案。下载的主要缺点是，必须等全部内容传输完毕，然后才能在本地机器打开；而采用流式传输方案，声音、影像或动画等时基媒体由音视频服务器向用户计算机连续、实时地传送，用户不必等到整个文件全部下载完毕，只需经过几秒或十几秒的启动延时即可进行观看。
    流式传输广泛应用于网络视频点播，以及视频监控等领域。下面，将以网络传送
MPEG流、客户端实时解码播放为例，介绍一下这个流式传输的解决方案。
18.2解决方案
    多媒体的流式传输实际上牵涉到两方面的技术。其一就是服务器与客户端的通信技
术，包括多媒体数据的传输、命令控制等；其二就是客户端对接收到的多媒体流实时解码后播放的技术。显然，网络通信可以使用windOWS socket技术，多媒体流的解码播放可以使用DirectShow技术。
18.2.1  Windows Socket网络传输技术
    已知MPEG流是连续的，它的同步点不能随意选择。因此，为了传送这种数据，必
须使用面向连接的可靠的传输协议(TcP)。这个通信过程如图18 1所示。

图18 1计算机之间的socket通信过程
    如图18.1，首先是客户端使用一个Socket向服务器发送一个连接请求。服务器一般
有一个socket专门用于监听网络连接，当收到其他计算机的连接请求时，则根据实际情
况接受或者拒绝连接；如果服务器接受连接，则会产生一个新的Socket，与客户端的
socket建立一对连接，而实际的数据传送就是在这对socket连接上完成的。
    MFc提供了两个类：CAsyncsocket和CSocket，用以方便开发者使用Socket特性。
这两个类的继承关系如图18．2所示。

    图18.2 CAsyncSoeket和CSoeket的粪继承关系
  CAsyncSocket从较低层次封装了Windows SocketAPI，并且通过内建一个(隐藏的)
窗口，实现了适合Windows应用的异步机制。CSocket类从CAsyncSocket中派生而来，更简化了开发者对Socket的应用。但是，这两个类并不是线程安全的；如果要在多线程环境下应用Socket特性，建议还是自己封装Socket API函数。
    另外，实际的网络应用环境可能是很复杂的。在数据流传送过程中，可能还要实现其他更多的控制，比如调整服务器数据发送速率、响应客户端各种命令等。这些控制也要使用Socket通信，不过可以使用数据报(UDP)的形式来实现。
18.2.2 DirectShow技术应用
    客户端的多媒体数据解码，使用DirectShow技术是最方便的了。也就是说，需要写
一个能够接收服务器发来的数据、并提供给Filter Graph中其他的Filter解码的Source
Filter。这种FilterGraph可以如图18.3所示构建。

    图18.3接收并播放MPEGl流的Filter Graph
  如图18.3，标识为“0001”的Source Filter用于接收网络上发来的MPEGl数据，且
工作在拉模式下。 
  可以知道，DirectShow提供了MPEGl解码的所有Filter，包括MPEG-1 Stream
solitter、MPEG Video Decoder和MPEG Audio Decoder；但是MPEG-1 Stream Splitter只能工作在拉模式下，这样不得不把Source Fiker也设计成拉模式的。(不过，如果有第三方的可以工作在推模式下的Splitter Filter，则完全可以把Source Filter也设计成推模式的，即接到网络上发来的数据后主动传送给Splitter Filter，而不是被动地等待Splitter去读取；推模式的Source Filter实现起来要方便一点。)
1 8.2.3一种双缓冲队列技术
  客户端的数据接收也需要一定的技巧。首先，必须让Source Filter接收一定数量的数
据，并缓存起来。因为在Source Filter与spliter连接的过程中，会从Source Filter中读取
一部分数据，以获得数据的格式描述。(否则，Filter Graph是无法完成连接的。)而当完
整的FiRer Graph构建完成，并且处于运行状态后，Source Filter必须动态地接收数据，并
持续地把新的数据提供给Splitter。
    这里，可以使用一种叫双缓冲队列的技术。大致的工作原理是：建立两个队列，一个
是空闲的缓冲队列PoolList，用以接收存放数据；另一个是尚未处理的数据缓冲队列
DataList，等待Spliaer读取。当Source Filter使用Socket接收到数据后，从PoolList队列
的头上取出一个缓冲块，存放数据，然后将这个缓冲块加入到DataList的尾部，等待
Splitter的读取。而在Splitter要求读取时，Source Filter会从DataList队列的头上取出一个
缓冲块，读取数据，再将读完的缓冲块加到PoolList的尾部，“回收再利用”，等待再一
次的数据接收。
18.3源码分析
    下载地址中提供了所有实现的源代码。代码实现分两部分：服务器程序(Media-
Server)和客户端程序(MediaClient)；可以使用VC打开Daisy.dsw文件，同时浏览这两
个项目的实现。
    下面先来介绍一下这两个项目的一些公共的实现。比如SocketAPI的封装，设计了一
系列的类：CListenSoeket、CWorkerSocket、CMediaSocketServer、CMediasocketclient
等。这些类的继承关系如图18.4所示。
图18.4 Socket封装类的继承关系
    CListenSocket类主要用于在服务器端监听客户端计算机的网络连接(参见
CListenSocket.cpp的实现)；CWorkerSocket类封装了各种Socket操作，主要用于实际的
数据传送和接收，并且使用TCP协议(参见CWorkerSocket.clap的实现)；
类从CWorkerSocket中派生，主要用于服务器端的数据发送(参见
CMediaSocketServer．cpp的实现)；CMediaSocketClient类也从CWorkerSocket中派生，主
要用于客户端的数据接收(参见CMediaSocketClient.cpp的实现)。
提示
还有一个跟Socket相关的类CLocalMachine，主要用于获取本地计算机的名字，以
及IP地址(参见CLocalMachine.cpp的实现)。

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