WebRTC源码分析——Call模块

1. 引言

Call模块是WebRTC会话中不可缺少的一个模块，一个Call对象可以包含多个发送/接收流，且这些流对应同一个远端端点，并共享码率估计。

Call在创建PeerConnection对象的过程中被创建出来，并成为PeerConnection成员。PeerConnection利用Call的能力对应用层提供了如下的功能：

• 发送码率设置（包含最大码率、最小码率、初始码率，初始码率作为编码器的初始参数以及带宽估计的先验值）；
• 提供获取传输统计数据途径（包含估算的可用发送带宽、估算的可用接收带宽、平滑发送引入的延迟、RTT估计值、累计的最大填充bit）；
• 提供获取所有发送的数据包回调；
• 另外其还持有PacketReceiver对象，因此，所有接收到RTP/RTCP数据包，也将经过Call。

Call对WebRTC内部还提供了其他重要的功能：

• 创建/销毁 AudioReceiveStream、AudioSendStream；
• 创建/销毁 VideoSendStream、VideoReceiveStream；
• 创建带有前向纠错Fec功能的FlexfecReceiveStream；

Call模块的源码分布：

• api层
  
• call层
  

2. Call对象的创建

CallFactory是Call对象的工厂类，负责Call对象的创建，想要知道Call如何被创建出来的，追根究底先要了解CallFactory对象是何时何地被创建出来的。大致的创建过程如下

2.1 创建CallFactory对象

CallFactory对象是call层的实体对象，在api层对应的接口是CallFactoryInterface，提供的唯一方法就是创建Call对象。

class CallFactoryInterface {
 public:
  virtual ~CallFactoryInterface() {}
  virtual Call* CreateCall(const CallConfig& config) = 0;
};

CallFactory是在应用层创建PeerConnectionFactory对象时被创建的，源码如下：

rtc::scoped_refptr<PeerConnectionFactoryInterface> CreatePeerConnectionFactory() {
                 ...
  dependencies.call_factory = CreateCallFactory();
                 ...
}

std::unique_ptr<CallFactoryInterface> CreateCallFactory() {
  return std::unique_ptr<CallFactoryInterface>(new CallFactory());
}

2.2 创建Call对象

正如前文所述，在创建PeerConnection的过程中，在PeerConnection.CreateCall_w方法中，Call对象被CallFactory工厂创建。

PS: 注意webrtc::Call只是一个纯虚的接口类，并非实体类。

2.2.1 PeerConnection.CreateCall_w

PeerConnection.CreateCall_w方法主要做了3件事：

• 断言，使得创建Call的动作必须在worker线程上执行；
• 收集CallConfig结构体的数据，以备真正创建Call对象时使用；通过这个结构体的数据，我们大致可以猜测Call会具备什么能力，这些能力正是CallConfig引入的这些模块所带来的；
• 调用CallFactory.CreateCall真正地创建Call对象。

源码及分析如下：

std::unique_ptr<Call> PeerConnectionFactory::CreateCall_w(
    RtcEventLog* event_log) {
  // 1. 确保Call在worker线程上被创建
  RTC_DCHECK_RUN_ON(worker_thread_);

  // 2. 创建CallConfig结构体，并填充该结构体对象，该结构体包含了Call需要用到的其他模块和参数
  // 2.1 填充RtcEventLog
  webrtc::Call::Config call_config(event_log);
  // 2.2 填充AudioState：从通道的音频引擎中获取音频状态对象，该对象提供了如下功能：
  //     AudioState->audio_processing() 获取音频处理器，用以处理3A问题
  //     AudioState->audio_transport() 获取音频传输
  //     AudioState->SetPlayout() 控制音频播放
  //     AudioState->SetRecording() 控制音频采集
  //     从上可知，Call对象也将通过AudioState获得音频处理和控制相关的能力
  if (!channel_manager_->media_engine() || !call_factory_) {
    return nullptr;
  }
  call_config.audio_state =
      channel_manager_->media_engine()->voice().GetAudioState();
  // 2.3 填充BitrateConstraints，为发送端码率参数
  //     最小码率默认30kbps，最大码率默认2000kbps；
  //     起始码率默认300kbps，该值既作为编码器的初始参数，又作为带宽估计的先验值。
  FieldTrialParameter<DataRate> min_bandwidth("min", DataRate::kbps(30));
  FieldTrialParameter<DataRate> start_bandwidth("start", DataRate::kbps(300));
  FieldTrialParameter<DataRate> max_bandwidth("max", DataRate::kbps(2000));
  ParseFieldTrial({&min_bandwidth, &start_bandwidth, &max_bandwidth},
                  trials_->Lookup("WebRTC-PcFactoryDefaultBitrates"));
  call_config.bitrate_config.min_bitrate_bps =
      rtc::saturated_cast<int>(min_bandwidth->bps());
  call_config.bitrate_config.start_bitrate_bps =
      rtc::saturated_cast<int>(start_bandwidth->bps());
  call_config.bitrate_config.max_bitrate_bps =
      rtc::saturated_cast<int>(max_bandwidth->bps());
  // 2.4 填充FecControllerFactoryInterface，通过该对象，Call是可以实施Fec功能的
  call_config.fec_controller_factory = fec_controller_factory_.get();
  // 2.5 填充TaskQueueFactory
  call_config.task_queue_factory = task_queue_factory_.get();
  // 2.6 填充网络状态预测工厂NetworkStatePredictorFactory
  call_config.network_state_predictor_factory =
      network_state_predictor_factory_.get();
  // 2.7 填充NetEqFactory，通过该对象对音频的网络传输NetEq处理
  call_config.neteq_factory = neteq_factory_.get();
  // 2.8 填空网络控制器工厂NetworkControllerFactory，是否使用外部提供的拥塞控制算法
  if (IsTrialEnabled("WebRTC-Bwe-InjectedCongestionController")) {
    RTC_LOG(LS_INFO) << "Using injected network controller factory";
    call_config.network_controller_factory =
        injected_network_controller_factory_.get();
  } else {
    RTC_LOG(LS_INFO) << "Using default network controller factory";
  }
  // 2.9 填充WebRtcKeyValueConfig，配置的Key-value对
  call_config.trials = trials_.get();

  // 3 创建Call对象
  return std::unique_ptr<Call>(call_factory_->CreateCall(call_config));
}

2.2.2 CallFactory.CreateCall

CallFactory.CreateCall方法大致做了三件事：

• ParseDegradationConfig() 方法检索实验特性中是否存在发送/接收网络配置相关参数
• 若存在网络相关参数配置，则创建DegradedCall对象。
• 若不存在网络相关参数配置，则直接使用Call::Create() 创建Call对象。

源码及分析如下：

Call* CallFactory::CreateCall(const Call::Config& config) {
  // 1. 应用层开启一些实验特性是通过提供字符串类型的配置来实现的，WebRTC内部能从这些字符串类型的配置
  //    中检索出相关信息，比如ParseDegradationConfig方法就可以从字符串配置中检索出是否有发送/接收相   
  //    关的网络配置参数，同时根据这些参数来构建发送和接收的BuiltInNetworkBehaviorConfig配置对象。
  absl::optional<webrtc::BuiltInNetworkBehaviorConfig> send_degradation_config =
      ParseDegradationConfig(true);
  absl::optional<webrtc::BuiltInNetworkBehaviorConfig>
      receive_degradation_config = ParseDegradationConfig(false);

  // 2. 若应用层开启了网络相关实验参数，则发送或接收BuiltInNetworkBehaviorConfig不为空
  //    此时，创建并返回DegradedCall。 
  //    DegradedCall对象继承于webrtc::Call，并且其构造中再传入一个webrtc::Call，外加
  //    发送/接收的BuiltInNetworkBehaviorConfig对象。可以猜知DegradedCall对象一些功
  //    能直接使用封装进来的webrtc::Call来提供；另外一些功能，会根据是否存在发送/接收
  //    BuiltInNetworkBehaviorConfig改变原始的webrtc::Call的行为。具体如何见后文拆解。
  if (send_degradation_config || receive_degradation_config) {
    return new DegradedCall(std::unique_ptr<Call>(Call::Create(config)),
                            send_degradation_config, receive_degradation_config,
                            config.task_queue_factory);
  }

  // 3.  调用Call::Create来创建真正的Call对象
  return Call::Create(config);
}

2.2.3 Call::Create

Call* Call::Create(const Call::Config& config) {
  return Create(config, Clock::GetRealTimeClock(),
                ProcessThread::Create("ModuleProcessThread"),
                ProcessThread::Create("PacerThread"));
}

Call* Call::Create(const Call::Config& config,
                   Clock* clock,
                   std::unique_ptr<ProcessThread> call_thread,
                   std::unique_ptr<ProcessThread> pacer_thread) {
  RTC_DCHECK(config.task_queue_factory);
  return new internal::Call(
      clock, config,
      std::make_unique<RtpTransportControllerSend>(
          clock, config.event_log, config.network_state_predictor_factory,
          config.network_controller_factory, config.bitrate_config,
          std::move(pacer_thread), config.task_queue_factory, config.trials),
      std::move(call_thread), config.task_queue_factory);
}

从上述源码中可知，最终创建的Call对象是webrtc::internal::Call。webrtc::internal::Call类的声明以及实现都位于call/call.cc源文件中。

3 Call功能详述

留待以后

4 总结

留待以后