Android Stagefright MPEG4Writer分析

基础知识：MP4文件格式详解http://download.csdn.net/detail/liwendovo/4970682 

系统：Android4.2.1

工具：mp4info,winhex,QTAtomViewer

MPEG4Writer路径：Android4.2/frameworks/av/media/libstagefright/MPEG4Writer.cpp

MPEG4Writer是Android  stagefright媒体框架下一个的封装类，我们平常录制视频调用的MediaRecorder接口类其视频录制的底层封装实现就是通过MPEG4Writer完成的。

以视频为例，MPEG4Writer是视频录制的最后一环。

图1 MediaRecorder调用流程

MPEG4Writer遵守 ISO 14496-12标准进行封装，MP4、3gp、ismv等我们常见的媒体封装格式都是以这种基础文件格式为基础衍生的。

首先看一下MPEG4Writer封装好的视频的格式：

        

Android系统录像封装流程主要有三个步骤：

1)       录制开始时，写入文件头部。

2)       录制进行时，实时写入音视频轨迹的数据块。

3)       录制结束时，写入索引信息并更新头部参数。

  索引负责描述音视频轨迹的特征，会随着音视频轨迹的存储而变化，所以通常做法会将录像文件索引信息放在音视频轨迹流后面，在媒体流数据写完（录像结束）后才能写入。可以看到，存放音视频数据的mdat box是位于第二位的，而负责检索音视频的moov box是位于最后的，这与通常的MP4封装的排列顺序不同，当然这是为了符合录制而产生的结果。因为 moov的大小是随着 mdat 变化的，而我们录制视频的时间预先是不知道的，所以需要先将mdat 数据写入，最后再写入moov，完成封装。 

  现有Android系统上录像都是录制是MP4或3GP格式，底层就是使用MPEG4Writer组合器类来完成的，它将编码后的音视频轨迹按照MPEG4规范进行封装，填入各个参数，就组合成完整的MP4格式文件。MPEG4Writer的组合功能主要由两种线程完成，一种是负责音视频数据写入封装文件的写线程（WriterThread），一种是音视频数据读取处理的轨迹线程（TrackThread）。轨迹线程一般有两个：视频轨迹数据读取线程和音频轨迹数据读取线程，而写线程只有一个，负责将轨迹线程中打包成Chunk的数据写入封装文件。

  如图3所示，轨迹线程是以帧为单位获取数据帧（Sample），并将每帧中的信息及系统环境信息提取汇总存储在内存的trak表中，其中需要维持的信息有Chunk写入文件的偏移地址Stco（Chunk Offset）、Sample与Chunk的映射关系Stsc（Sample-to-Chunk）、关键帧Stss（Sync Sample）、每一帧的持续时间Stts（Time-to-Sample）等，这些信息是跟每一帧的信息密切相关的，由图可以看出trak表由各自的线程维护，当录像结束时trak表会就会写入封装文件。而每一帧的数据流会先存入一个链表缓存中，当帧的数量达到一定值时，轨迹线程会将这些帧数据打包成块（Chunk）并通知写线程写入到封装文件。写线程接到Chunk已准备好的通知后就马上搜索Chunk链表（链表个数与轨迹线程个数相关，一般有两个，音视频轨迹线程各有一个），将找到的第一个Chunk后便写入封装文件，并会将写入的偏移地址更新到相应的trak表的Stco项（但trak表中其它数据是由轨迹线程更新）。音视频的Chunk数据是存储于同一mdat box中，按添加到Chunk链表时间先后顺序排列。等到录像结束时，录像应用会调用MPEG4Writer的stop方法，此时就会将音视频的trak表分别写入moov。

图3 MPEG4Writer封装数据流图