GStreamer基础教程04——时间管理
目标
本教程主要讲述一些和时间相关的内容。主要包括：
1. 如何问pipeline查询到流的总时间和当前播放的时间
2. 如何在流内部实现跳转功能
介绍
GstQuery是向一个element或者pad询问一些信息的机制。在这个例子中我们会问pipeline是否支持跳转功能（实时流是不支持跳转功能的），如果支持跳转功能，那么在播放了10s之后跳转到另一个位置。
在前面的教程里，我们一旦建立pipeline并运行后，我们就是在等待ERROR或者EOS消息。这个例子里面我们修改一下这个部分，改成定时唤醒并查询pipeline当前播放的位置并在屏幕上显示出来。这个已经和播放器比较类似了，定时刷新UI。
最后，我们会查询流的总时间并且在变化后刷新。
seek的例子
#include <gst/gst.h>
/* Structure to contain all our information, so we can pass it around */
typedef struct _CustomData {
GstElement *playbin2; /* Our one and only element */
gboolean playing; /* Are we in the PLAYING state? */
gboolean terminate; /* Should we terminate execution? */
gboolean seek_enabled; /* Is seeking enabled for this media? */
gboolean seek_done; /* Have we performed the seek already? */
gint64 duration; /* How long does this media last, in nanoseconds */
} CustomData;
/* Forward definition of the message processing function */
static void handle_message (CustomData *data, GstMessage *msg);
int main(int argc, char *argv[]) {
CustomData data;
GstBus *bus;
GstMessage *msg;
GstStateChangeReturn ret;
data.playing = FALSE;
data.terminate = FALSE;
data.seek_enabled = FALSE;
data.seek_done = FALSE;
data.duration = GST_CLOCK_TIME_NONE;
/* Initialize GStreamer */
gst_init (&argc, &argv);
/* Create the elements */
data.playbin2 = gst_element_factory_make ("playbin2", "playbin2");
if (!data.playbin2) {
g_printerr ("Not all elements could be created.\n");
return -1;
}
/* Set the URI to play */
g_object_set (data.playbin2, "uri", "http://docs.gstreamer.com/media/sintel_trailer-480p.webm", NULL);
/* Start playing */
ret = gst_element_set_state (data.playbin2, GST_STATE_PLAYING);
if (ret == GST_STATE_CHANGE_FAILURE) {
g_printerr ("Unable to set the pipeline to the playing state.\n");
gst_object_unref (data.playbin2);
return -1;
}
/* Listen to the bus */
bus = gst_element_get_bus (data.playbin2);
do {
msg = gst_bus_timed_pop_filtered (bus, 100 * GST_MSECOND,
GST_MESSAGE_STATE_CHANGED | GST_MESSAGE_ERROR | GST_MESSAGE_EOS | GST_MESSAGE_DURATION);
/* Parse message */
if (msg != NULL) {
handle_message (&data, msg);
} else {
/* We got no message, this means the timeout expired */
if (data.playing) {
GstFormat fmt = GST_FORMAT_TIME;
gint64 current = -1;
/* Query the current position of the stream */
if (!gst_element_query_position (data.playbin2, &fmt, ¤t)) {
g_printerr ("Could not query current position.\n");
}
/* If we didn't know it yet, query the stream duration */
if (!GST_CLOCK_TIME_IS_VALID (data.duration)) {
if (!gst_element_query_duration (data.playbin2, &fmt, &data.duration)) {
g_printerr ("Could not query current duration.\n");
}
}
/* Print current position and total duration */
g_print ("Position %" GST_TIME_FORMAT " / %" GST_TIME_FORMAT "\r",
GST_TIME_ARGS (current), GST_TIME_ARGS (data.duration));
/* If seeking is enabled, we have not done it yet, and the time is right, seek */
if (data.seek_enabled && !data.seek_done && current > 10 * GST_SECOND) {
g_print ("\nReached 10s, performing seek...\n");
gst_element_seek_simple (data.playbin2, GST_FORMAT_TIME,
GST_SEEK_FLAG_FLUSH | GST_SEEK_FLAG_KEY_UNIT, 30 * GST_SECOND);
data.seek_done = TRUE;
}
}
}
} while (!data.terminate);
/* Free resources */
gst_object_unref (bus);
gst_element_set_state (data.playbin2, GST_STATE_NULL);
gst_object_unref (data.playbin2);
return 0;
}
static void handle_message (CustomData *data, GstMessage *msg) {
GError *err;
gchar *debug_info;
switch (GST_MESSAGE_TYPE (msg)) {
case GST_MESSAGE_ERROR:
gst_message_parse_error (msg, &err, &debug_info);
g_printerr ("Error received from element %s: %s\n", GST_OBJECT_NAME (msg->src), err->message);
g_printerr ("Debugging information: %s\n", debug_info ? debug_info : "none");
g_clear_error (&err);
g_free (debug_info);
data->terminate = TRUE;
break;
case GST_MESSAGE_EOS:
g_print ("End-Of-Stream reached.\n");
data->terminate = TRUE;
break;
case GST_MESSAGE_DURATION:
/* The duration has changed, mark the current one as invalid */
data->duration = GST_CLOCK_TIME_NONE;
break;
case GST_MESSAGE_STATE_CHANGED: {
GstState old_state, new_state, pending_state;
gst_message_parse_state_changed (msg, &old_state, &new_state, &pending_state);
if (GST_MESSAGE_SRC (msg) == GST_OBJECT (data->playbin2)) {
g_print ("Pipeline state changed from %s to %s:\n",
gst_element_state_get_name (old_state), gst_element_state_get_name (new_state));
/* Remember whether we are in the PLAYING state or not */
data->playing = (new_state == GST_STATE_PLAYING);
if (data->playing) {
/* We just moved to PLAYING. Check if seeking is possible */
GstQuery *query;
gint64 start, end;
query = gst_query_new_seeking (GST_FORMAT_TIME);
if (gst_element_query (data->playbin2, query)) {
gst_query_parse_seeking (query, NULL, &data->seek_enabled, &start, &end);
if (data->seek_enabled) {
g_print ("Seeking is ENABLED from %" GST_TIME_FORMAT " to %" GST_TIME_FORMAT "\n",
GST_TIME_ARGS (start), GST_TIME_ARGS (end));
} else {
g_print ("Seeking is DISABLED for this stream.\n");
}
}
else {
g_printerr ("Seeking query failed.");
}
gst_query_unref (query);
}
}
} break;
default:
/* We should not reach here */
g_printerr ("Unexpected message received.\n");
break;
}
gst_message_unref (msg);
}
工作流程
/* Structure to contain all our information, so we can pass it around */
typedef struct _CustomData {
GstElement *playbin2; /* Our one and only element */
gboolean playing; /* Are we in the PLAYING state? */
gboolean terminate; /* Should we terminate execution? */
gboolean seek_enabled; /* Is seeking enabled for this media? */
gboolean seek_done; /* Have we performed the seek already? */
gint64 duration; /* How long does this media last, in nanoseconds */
} CustomData;
我们仍然定义一个struct来存储所有的信息，这个数据可以在各个函数里面使用。另外，因为消息处理部分越来越大，我们单独实现一个handle_message。
我们建立一个仅仅包含playbin2的一个pipeline，就和我们在教程01里面做的一样。因为这里pipeline就包含一个playbin2，所以playbin2就是pipeline了，我们直接操作playbin2这个element就可以了。我们略过已经熟悉的诸如通过设置URI属性来传入播放地址这些细节。
msg = gst_bus_timed_pop_filtered (bus, 100 * GST_MSECOND,
GST_MESSAGE_STATE_CHANGED | GST_MESSAGE_ERROR | GST_MESSAGE_EOS | GST_MESSAGE_DURATION);
在前面我们没有提供一个超时机制，gst_bus_timed_pop_filtered()会阻塞直到一个消息获得。我们现在增加了一个100ms的超时机制，也就是说，这个函数每秒钟会调用10次，而且返回是NULL而不是GstMessage。我们会利用这点来刷新UI。请注意，时间的计算精度是纳秒，所以推荐使用GST_SECOND或者GST_MSECOND的宏。
如果我们获得的是一个消息，我们就调用handle_message来处理，否则：
UI刷新
/* We got no message, this means the timeout expired */
if (data.playing) {
首先，如果我们不在PLAYING状态，我们就什么也不需要做——即使查询操作返回了错误。反之，我们就需要刷新屏幕。这里我们设置了100ms刷新一次，这个刷新频率对于UI来说完全足够了。我们会查询pipeline获得媒体的播放信息并在屏幕上显示，这个需要一系列的步骤（后面会提到），但是因为当前播放时间/总时间实在是太常用了，所以GstElement提供了更简单的方法：
/* Query the current position of the stream */
if (!gst_element_query_position (data.playbin2, &fmt, ¤t)) {
g_printerr ("Could not query current position.\n");
}
gst_element_query_position()方法封装了查询的中间过程，直接返回结果给到我们。
/* If we didn't know it yet, query the stream duration */
if (!GST_CLOCK_TIME_IS_VALID (data.duration)) {
if (!gst_element_query_duration (data.playbin2, &fmt, &data.duration)) {
g_printerr ("Could not query current duration.\n");
}
}
这里是用gst_element_query_duration()方法来查询播放总时间。
/* Print current position and total duration */
g_print ("Position %" GST_TIME_FORMAT " / %" GST_TIME_FORMAT "\r",
GST_TIME_ARGS (current), GST_TIME_ARGS (data.duration));
请注意GST_TIME_FORMAT和GST_TIME_ARGS宏的使用，它可以让你很方便的使用GStreamer的时间。
/* If seeking is enabled, we have not done it yet, and the time is right, seek */
if (data.seek_enabled && !data.seek_done && current > 10 * GST_SECOND) {
g_print ("\nReached 10s, performing seek...\n");
gst_element_seek_simple (data.playbin2, GST_FORMAT_TIME,
GST_SEEK_FLAG_FLUSH | GST_SEEK_FLAG_KEY_UNIT, 30 * GST_SECOND);
data.seek_done = TRUE;
}
现在我们可以使用跳转功能了，并且仅仅简单的调用gst_element_seek_simple()方法即可。一系列的中间过程都被封装起来了，这实在是很给力啊。
让我们看一下这个方法的各个参数：
GST_FORMAT_TIME说明我们的操作（跳转）是针对时间来计算的（有两种计算方式，时间和数据）。
然后是GstSeekFlags，这里主要介绍常见的几个：
GST_SEEK_FLAG_FLUSH：跳转后会丢弃当前pipeline里面所有的数据，因为要重新解析一段数据，所以会有一个停顿，但在用户看来可以保证应用的快速响应；反之，就会继续播放一点内容，然后再跳转。
GST_SEEK_FLAG_KEY_UNIT:大部分编码的视频流是无法精确定位到某个特定时刻的，只能是到某些帧（称为key frame）。当这个标志被置时，会自动定位到最近的一个key frame然后开始播放。如果这个标志不置，那么pipeline会跳到最接近的一个key frame，然后开始播放，但此时不输出任何东西，直到到达设定的位置。综合来看，不设置这个标志会更加准确，但是响应时间会显得较长。
GST_SEEK_FLAG_ACCURATE:有些时候我们没法获得足够的索引信息，这个时候跳转到某个位置会非常耗时。在这种情况下，GStreamer通常就是估计一下大概的位置（一般都很准确）。如果你实际运行发现这个不够准确，那么可以置这个标志位。必须了解的是，这个标志位一旦设置，跳转的时间会大大增加。
最后，我们会跳转到某个地方，因为我们用的是GST_FORMAT_TIME，时间的单位是用纳秒来计算的，所以需要用GST_SECOND宏来转换一下。
消息泵
handle_message()会处理所有pipeline总线上收到的消息。ERROR和EOS消息的处理和前面教程的一样，我们看看新增的感兴趣的一些内容：
case GST_MESSAGE_DURATION:
/* The duration has changed, mark the current one as invalid */
data->duration = GST_CLOCK_TIME_NONE;
break;
这个消息在流的总时间变化的时候会发送到总线上。在这里我们仅仅做个标记，下次循环时根据这个标记会再去获得一下总时间。
case GST_MESSAGE_STATE_CHANGED: {
GstState old_state, new_state, pending_state;
gst_message_parse_state_changed (msg, &old_state, &new_state, &pending_state);
if (GST_MESSAGE_SRC (msg) == GST_OBJECT (data->playbin2)) {
g_print ("Pipeline state changed from %s to %s:\n",
gst_element_state_get_name (old_state), gst_element_state_get_name (new_state));
/* Remember whether we are in the PLAYING state or not */
data->playing = (new_state == GST_STATE_PLAYING);
跳转和查询时间这种操作在PAUSED状态和PLAYING状态会工作的好一点。这里我们用playing这个参数记录是否在PLAYING状态，而且在进入PLAYING状态时，我们进行第一次的查询。我们向pipeline查询流是否支持跳转功能：
if (data->playing) {
/* We just moved to PLAYING. Check if seeking is possible */
GstQuery *query;
gint64 start, end;
query = gst_query_new_seeking (GST_FORMAT_TIME);
if (gst_element_query (data->playbin2, query)) {
gst_query_parse_seeking (query, NULL, &data->seek_enabled, &start, &end);
if (data->seek_enabled) {
g_print ("Seeking is ENABLED from %" GST_TIME_FORMAT " to %" GST_TIME_FORMAT "\n",
GST_TIME_ARGS (start), GST_TIME_ARGS (end));
} else {
g_print ("Seeking is DISABLED for this stream.\n");
}
}
else {
g_printerr ("Seeking query failed.");
}
gst_query_unref (query);
}
gst_query_new_seeking()创建了一个新的查询对象，因为传入的是GST_FORMAT_TIME参数，所以我们希望的跳转是按照时间来计算的。我们也可以传入GST_FORMAT_BYTES参数，这样跳转就是按照字节数来计算的，不过通常我们不用字节数来计算。
这个查询对象会通过gst_element_query()传给pipeline，结果也存在这个query里面，通过gst_query_parse_seeking()可以很方便的获得。这个方法的返回值是个布尔量，用来表面流是否支持跳转这个功能。
在处理结束后不要忘记释放query资源。
通过这样的方法，播放器可以定时的刷新一个拖动条，并且可以支持拖动一个滑块来实现跳转功能。