基于webrtc的前端录屏与直播

妖狐艹你老母 2024-03-30 12:34 128阅读 0赞

我在腾讯主导了一个用于用户行为监控与回放的项目，其中，通过录制前端DOM的变化，实现用户界面的变化。和rrweb不同，我们没有使用MutationObserver方案进行录制，这个方案需要解决如何获取被移除节点的路径问题，非常复杂，且MutationObserver具有兼容性问题，低版本浏览器不支持，另外由于MutationObserver基于微任务进行响应，响应过快，导致一些性能问题，另外还有不可预测的丢帧问题。我们采用了另外一套更加缜密的DOM变化记录方案，但由于内部项目暂时不便公开。在除了web录屏与回放的研究之外，我还关注到滴滴内部开源了一套原生APP的录屏方案。另外，除了基于DOM的录屏方案外，我还在寻找另外的更高效的录屏方案，因为基于js的录屏方案，会带来不可避免的性能问题，以及丢失数据问题。在一次偶然冲浪过程中，我发现谷歌已经通过chrome开放了录屏接口，也就是getDisplayMedia，于是进行了一番研究，并通过本文记录下来。

### 什么是WebRTC？ ###

getDisplayMedia是webrtc整体标准中的一个接口，要了解webrtc的入门信息，可以移步《[WebRTC点对点应用架构研究][WebRTC]》这篇2018年发表的博文，这篇文章可以作为入门了解webrtc及其基本开发步骤的知识文章。

在上述文章之上，我们再去理解webrtc，可以这么理解：webrtc是一套客户端点对点流式信息传播的技术方案。其中我的新认识在于“流式信息”这个点，以前，我把重点放在“点对点”上，但逐渐我发现，但凡基于流式信息的传播，都可以在webrtc标准下去讨论。这里的流式信息，主要是指基于音视轨的实时数据流。说白了，就是音频和视频实时数据。

而本文讨论的屏幕录制，就属于这一范畴。因此，录屏接口也被放在webrtc整体框架下面。

### getDisplayMedia与直播 ###

从接口名称可以看出，这是一个获取显示器实施音视频数据的接口。在我最早的文章中并没有介绍这个接口，当时并没有注意到它。我们看下它的兼容性。![b4d1afc62fc5408da4249a10d48fecbe.png][]

可以看出来，它的兼容性并不好，IE直接pass，手机端无一支持。但考虑到实际场景，录屏基本上也只会在PC端有应用场景。

关于getDisplayMedia这个接口的具体用法，可以参考[MDN][]。它的使用超级简单：

>     navigator.mediaDevices.getDisplayMedia(constraints).then((stream) => {
>       // ...
>     })

上面代码会执行webrtc惯用步骤，弹出与用户之间的交互对话框，只有用户允许之后，才能进行录屏。它返回一个promise，then里面接住一个stream，这个stream就是被录制的屏幕音视流。我们可以把这个流塞到一个video标签上，就可以看到录制的实时效果了。

>     document.querySelector('video#player').srcObject = stream

这里的stream是一个MediaStream类型的流，这种流的特征是，它拥有多个轨，也就是tracks。而在我文章开头的文章里面有代码演示，通过peer.addTrack就可以完成节点之间的点对点传输的对接工作。也就是说，我们将前文的peer相关的知识和这里的知识结合，就可以马上做一款录屏直播应用。

>     stream.getTracks().forEach((track) => {
>       peer.addTrack(track, stream)
>     })

这一切看上去都非常简单不是吗？

### 用户行为监控 ###

由于webrtc在启动能力前，会有原生的chrome窗口弹出来询问用户，且在开启getDisplayMedia之后会有一个状态条，所以在整个的操作中会有一些生硬，用户有明显的知道自己的屏幕正在被录制。因此，利用webrtc进行录屏，是一种有感录制，和我之前一直在做的无感录屏稍有不同。![c05cfb609f564ceebd1d0a4cb38843c0.png][]

因此，此类用户行为监控更适合用在测试场景下，或者明确授权情况下。我们来看下具体的实现过程。

在通过getDisplayMedia获得stream之后，我们需要通过MediaRecorder对stream进行录制。MediaRecorder也是webrtc的接口，你可以通过[MDN][MDN 1]了解它的具体用法。它可以对一个stream进行录制，并生成blob格式的目标数据。但凡webrtc相关的stream，都可以被MediaRecorder录制出来。一旦理解了stream的本质，那么对录制也会理解不少：录制就是在流上创建截面序列，也就是采集音视频的过程，因此，我们需要配置一些采样信息，通过配置不同的采样信息，就可以得到不同画质、音质、流畅度的结果。

>     recorder = new MediaRecorder(stream, { mimeType: "video/webm; codecs=vp9" })
>     recorder.ondataavailable = handleRecord
>     recorder.onerror = e => console.log(e)
>     recorder.start()

其中，ondataavailable是一个回调，当需要产生一个视频数据时，它的回调函数会接受一个BlobEvent事件，而该事件中有一个data属性，内容为一个Blob。什么时候会触发这个事件呢？有两种情况，一种是调用recorder.requestData()方法，那么这个回调就被触发一次，此时会产生一个blob。另一种是调用recorder.stop()时，也会产生一个blob。每次产生的blob都是从上一次产生到当前这一时刻之间的录制片段，因此，如果中途不调用requestData方法，那么当你调用stop方法的时候，全部过程就会被记录下来。

>     function handleRecord(e) {
>         if (event.data.size <= 0) {
>             return
>         }
>     
>         chunks.push(event.data)
>     }

但作为用户行为监控的一个部分，很显然，我们更希望当用户的某个操作产生了错误的时候，才上报对应的录制视频。因此，我可能更倾向按照一定的策略来生成一段一段的视频，在需要的时候，通过前后端的交互，完成视频传输。

>     blob = new Blob(chunks, {
>         type: "video/webm"
>     })

由于我们拥有indexedDB这个利器，可以将blob存在本地，在需要的时候，通过webrtc点对点传输的特质，直接将视频传输给运维人员观看。这样可以解决服务端存储占用过多的问题。另外，[ffmpeg已经出了webassembly版本][ffmpeg_webassembly]，这让我们可以在前端浏览器中，对视频进行转化、裁剪、截图、修改、压缩等。

### 结语 ###

Webrtc是web标准中关于流式数据实时传输的重要标准，而录屏能力，在直播、网课、用户行为监控等方面，都给我提供了一定的想象空间。我在[最新一期的《Robust》][Robust]中提到音视频应用、5G等基础设施层面、消费层面的相关逻辑，新的一年在webrtc这个点上，会给我们带来更多想象空间。如果你也对相关领域感兴趣，不妨一起来试试。

[WebRTC]: https://www.tangshuang.net/5493.html
[b4d1afc62fc5408da4249a10d48fecbe.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/30/01d904e034c24ca7b7c24a9f6f570ed6.png
[MDN]: https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/API/MediaDevices/getDisplayMedia
[c05cfb609f564ceebd1d0a4cb38843c0.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/30/2ac53f77078e49e8b077f51ecc805cbf.png
[MDN 1]: https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/API/MediaRecorder
[ffmpeg_webassembly]: https://github.com/ffmpegwasm/ffmpeg.wasm
[Robust]: https://www.tangshuang.net/8005.html