live555源码分析（三）基本组件下

矫情吗；* 2024-04-18 19:01 170阅读 0赞

**live555源码分析系列**

[live555源码分析（一）live555初体验][live555_live555]

[live555源码分析（二）基本组件上][live555]

[live555源码分析（三）基本组件下][live555 1]

[live555源码分析（四）RTSPServer分析][live555_RTSPServer]

[live555源码分析（五）DESCRIBE请求的处理][live555_DESCRIBE]

[live555源码分析（六）SETUP和PLAY请求的处理][live555_SETUP_PLAY]

[live555源码分析（七）播放过程][live555 2]

[live555源码分析（八）多播][live555 3]

# live555源码分析（三）基本组件下 #

### 文章目录 ###

*  live555源码分析（三）基本组件下
 *   *  一、Groupsock
     *   *  1.1 Groupsock的简单应用
         *  1.2 Groupsock源码分析
     *  二、RTPInterface
     *  三、RTCPInstance
     *  四、RTSPServer
     *  五、RTSPClientConnection
     *  六、RTSPClientSession
     *  七、ServerMediaSession
     *  八、ServerMediaSubsession
     *  九、FramedSource
     *  十、MediaSink

本文衔接上文，继续分析live555的主要类

## 一、Groupsock ##

`Groupsock`实现了UDP的单播和多播功能

### 1.1 Groupsock的简单应用 ###

**使用`Groupsock`单播**

/* 创建Groupsock */
    const unsigned char ttl = 255;
    Groupsock groupsock(*env, "0.0.0.0", 0, ttl);
    
    /* 清除所有的目的 */
    groupsock.removeAllDestinations();
    
    /* 添加目的地址 */
    groupsock.addDestination(struct in_addr const& addr, Port const& port, unsigned sessionId);
    ...
    
    /* 向所有的目的发送数据 */
    groupsock.output(UsageEnvironment& env, unsigned char* buffer, unsigned bufferSize);

**使用`Groupsock`多播**

/* 获得多播地址 */
    struct in_addr destinationAddress;
    destinationAddress.s_addr = chooseRandomIPv4SSMAddress(*env);
    
    /* 多播端口 */
    const unsigned short portNum = 18888;
    const Port port(portNum);
    
    const unsigned char ttl = 255;
    
    /* 创建Groupsock */
    Groupsock rtpGroupsock(*env, destinationAddress, port, ttl);
    
    /* 向多播地址发送数据 */
    groupsock.output(UsageEnvironment& env, unsigned char* buffer, unsigned bufferSize);

`Groupsock`维护着一个目的链表，当使用单播时，链表存放所有目的地址，当使用多播时，链表只有一项，存放目的多播地址

### 1.2 Groupsock源码分析 ###

`Groupsock`的继承关系如下

![在这里插入图片描述][20190910113521373.PNG]

`Socket`的构造函数会创建一个UDP套接字

`Groupsock`的构造函数会将指定的目的地址添加到目的链表中

Socket::Socket(UsageEnvironment& env, Port port) {
        fSocketNum = setupDatagramSocket(fEnv, port);   
    }

Groupsock::Groupsock(UsageEnvironment& env, struct in_addr const& groupAddr,
                         Port port, u_int8_t ttl)
    	: OutputSocket(env, port),
    	fDests(new destRecord(groupAddr, port, ttl, 0, NULL)) //将目的地址添加到链表中
    {
        
    }

`fDests`是`Groupsock`维护的一个链表，如下

class Groupsock: public OutputSocket {
        ...
    protected:
        destRecord* fDests;
    };

看一看`destRecord`元素的定义

class destRecord {
        ...
    public:
        destRecord* fNext; //用于维护链表
        GroupEId fGroupEId; //包含目的地址和目的端口
        unsigned fSessionId; //会话ID
    };

下面看一看在单播应用的情况下，`Groupsock`如何添加目的地址

void Groupsock::addDestination(struct in_addr const& addr, Port const& port, unsigned sessionId {
        /* 遍历链表 */
    	for (destRecord* dest = fDests; dest != NULL; dest = dest->fNext) {
        	if()
                return;
        }
    
        /* 将目的地址插入链表中 */
        fDests = createNewDestRecord(addr, port, 255, sessionId, fDests);
    }

首先判断要添加的目的地址是否存在于链表中，如果存在则返回，不存在则将其插入链表中

下面再看一看`Groupsock`的发送函数

Boolean Groupsock::output(UsageEnvironment& env, unsigned char* buffer, unsigned bufferSize,
    			  DirectedNetInterface* interfaceNotToFwdBackTo) {
    	/* 遍历目的链表，对链表中的每个目的发送数据 */
        for (destRecord* dests = fDests; dests != NULL; dests = dests->fNext) {
        	write(dests->fGroupEId.groupAddress().s_addr, dests->fGroupEId.portNum(),
                  dests->fGroupEId.ttl(),buffer, bufferSize);
        }
    }

## 二、RTPInterface ##

`RTPInterface`是RTP接口，通过包含`Groupsock`实现了UDP单播和多播，另再实现了TCP单播

class RTPInterface {
    	Groupsock* gs() const { return fGS; }
        
        /* 添加TCP目的 */
        void addStreamSocket(int sockNum, unsigned char streamChannelId);
        
    private:
        Groupsock* fGS;
        tcpStreamRecord* fTCPStreams; //维护TCP目的发送对象链表
    };

在UDP情况下添加目的发送对象，会通过获取`RTPInterface`中的`Groupsock`来操作

在TCP情况下，通过`addStreamSocket`来添加目的发送对象，`RTPInterface`为TCP目的发送对象维护一个链表

看一下TCP目的对象的定义

class tcpStreamRecord {
    	...
    public:
      tcpStreamRecord* fNext; //用于维护链表
      int fStreamSocketNum; //客户端套接字
      unsigned char fStreamChannelId; //会话ID
    };

下面再看一看如何`addStreamSocket`的定义

void RTPInterface::addStreamSocket(int sockNum,
    				   unsigned char streamChannelId) {
        /* 添加到链表中 */
    	fTCPStreams = new tcpStreamRecord(sockNum, streamChannelId, fTCPStreams);
    }

接下俩看`RTPInterface`的发送函数

Boolean RTPInterface::sendPacket(unsigned char* packet, unsigned packetSize) {
    	/* 优先使用Groupsock发送 */
        if (!fGS->output(envir(), packet, packetSize)) success = False;
    
        /* 遍历TCP目的链表 */
        tcpStreamRecord* nextStream;
        for (tcpStreamRecord* stream = fTCPStreams; stream != NULL; stream = nextStream) {
    		sendRTPorRTCPPacketOverTCP(packet, packetSize,
                                       stream->fStreamSocketNum, stream->fStreamChannelId)
        }
    }

首先调用`Groupsock`发送，这是UDP的情况

然后会遍历TCP目的链表发送

这两种情况只有一种是有效的

## 三、RTCPInstance ##

`RTCPInstance`是RTCP实例，内含`RTPInterface`作为其传输接口，此外还定义了RTCP相关的一些内容

class RTCPInstance: public Medium {
    public:
        ...
        void setSRHandler(TaskFunc* handlerTask, void* clientData);
        void setRRHandler(TaskFunc* handlerTask, void* clientData);
        
        void addStreamSocket(int sockNum, unsigned char streamChannelId);
    
        void incomingReportHandler1();
        void processIncomingReport(...);
    	...
    private:
        ...
    	RTPInterface fRTCPInterface;
    	...
    };

## 四、RTSPServer ##

`RTSPServer`是RTSP服务器，负责处理客户端连接

`RtspServer`的继承关系如下

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjQ2MjIwMg_size_16_color_FFFFFF_t_70]

`RTSPServer`会创建一个TCP套接字，交给`GenericMediaServer`，`GenericMediaServer`会监听它

`GenericMediaServer`定义了创建客户端连接和创建客户端会话的虚函数，`RTSPServer`重新实现它们

当`RTSPServer`接到一个客户端连接的时候，就会调用`createNewClientConnection`创建一个客户连接

## 五、RTSPClientConnection ##

`RTSPClientConnection`表示客户连接，定义了一系列的请求处理函数

class RTSPClientConnection: public GenericMediaServer::ClientConnection {
    	...
    protected:
    	virtual void handleCmd_OPTIONS();
        virtual void handleCmd_DESCRIBE(char const* urlPreSuffix, char const* urlSuffix, char const* fullRequestStr);
        ...
    };

## 六、RTSPClientSession ##

`RTSPClientSession`表示客户端连接会话，在客户端发起SETUP请求时，就会建立一个`RTSPClientSession`，`RTSPClientSession`定义了一系列的请求处理函数

class RTSPClientSession: public GenericMediaServer::ClientSession {
    protected:
    	virtual void handleCmd_SETUP(RTSPClientConnection* ourClientConnection,
    				 char const* urlPreSuffix, char const* urlSuffix, char const* fullRequestStr);
        virtual void handleCmd_PLAY(RTSPClientConnection* ourClientConnection,
    				ServerMediaSubsession* subsession, char const* fullRequestStr);
        
        ...
    };

## 七、ServerMediaSession ##

`ServerMediaSession`表示服务器会话，在`rtsp://ip:port/session`里的session字段就是表示请求的一个会话

`ServerMediaSession`中维护一个`ServerMediaSubsession`链表管理子会话

`ServerMediaSession`的定义如下

class ServerMediaSession: public Medium {
    public:
        ...
        /* 获取sdp信息 */
        char* generateSDPDescription();
        
        /* 添加子会话 */
        Boolean addSubsession(ServerMediaSubsession* subsession);
        ...
    private:
        /* 维护一个ServerMediaSubsession链表 */
    	ServerMediaSubsession* fSubsessionsHead;
        ServerMediaSubsession* fSubsessionsTail;
    };

其中的`generateSDPDescription`函数是用于获取sdp信息，它将调用它每个子会话获取sdp媒体级信息

char* ServerMediaSession::generateSDPDescription() {
    	char const* const sdpPrefixFmt =
          "v=0\r\n"
          "o=- %ld%06ld %d IN IP4 %s\r\n"
          "s=%s\r\n"
          "i=%s\r\n"
    
    	...
            
        /* 遍历所有子会话获取sdp信息 */
        char* mediaSDP = sdp;
        for (subsession = fSubsessionsHead; subsession != NULL;
             subsession = subsession->fNext) {
            ...
            char const* sdpLines = subsession->sdpLines();
            ...
        }
    }

`addSubsession`将子会话添加到链表中

ServerMediaSession::addSubsession(ServerMediaSubsession* subsession) {
    	fSubsessionsTail->fNext = subsession;
    	fSubsessionsTail = subsession;
    }

## 八、ServerMediaSubsession ##

`ServerMediaSubsession`表示子会话，其内含`RTPSink`，表示一路音频或者视频流

`ServerMediaSubsession`其实是一个虚基类，定义了一系列的虚函数，由派生类实现

`ServerMediaSubsession`的定义如下

class ServerMediaSubsession: public Medium {
        /* 获取媒体级的sdp描述 */
        virtual char const* sdpLines() = 0;
        
        virtual void getStreamParameters(...)=0; //SETUP阶段会调用
        virtual void startStream(...)=0; //PLAY阶段会调用
    };

派生于`ServerMediaSubsession`的类由非常多

其中两个比较基本的是`OnDemandServerMediaSubsession`和`PassiveServerMediaSubsession`

`OnDemandServerMediaSubsession`实现了一个单播的子会话

`PassiveServerMediaSubsession`实现了一个多播的子会话

然后又有许多类派生于`OnDemandServerMediaSubsession`，如`MPEG4VideoFileServerMediaSubsession`、`H264VideoFileServerMediaSubsession`等

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjQ2MjIwMg_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

## 九、FramedSource ##

`FramedSource`是数据源，用于产生音视频数据

`FramedSource`是一个虚基类，定义了一个虚函数用于获取一帧数据，由派生类实现

class FramedSource: public MediaSource {
    public:
        ...
    	virtual void doGetNextFrame() = 0;
    	...
    };

派生于`FramedSource`的类由许多`ByteStreamFileSource`、`H264VideoStreamFramer`等等

`FramedSource`的派生类广泛应用了装饰者模式

举一个例子

ByteStreamFileSource* fileSource
    	= ByteStreamFileSource::createNew(*env, inputFileName);
    
    H264VideoStreamFramer* videoSource
    	= H264VideoStreamFramer::createNew(*env, videoES);

其中`ByteStreamFileSource`的作用是以字节流的形式读取文件，将`fileSource`传递给`H264VideoStreamFramer`之后，`videoSource`的作用是解析H.264文件，获取一帧一帧的NALU

## 十、MediaSink ##

`MediaSink`是数据的消费者，它会从source获取音视频数据，然后进行处理，发送给客户端

`MediaSink`是一个虚基类，它定义了一系列的虚函数，由派生类实现

如何`RTPSink`是`MediaSink`的派生类，它定义了一些跟RTP相关的信息

`MultiFramedRTPSink`继承`RTPSink`，它处理了RTP的基本打包格式

`H264VideoRTPSink`与`MPEG4ESVideoRTPSink`等继承`MultiFramedRTPSink`，实现了某种特定格式的音视频数据的RTP打包

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjQ2MjIwMg_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]

`MultiFramedRTPSink`实现了RTP的头部打包，并且提供一个虚函数给派生类实现自己特定的RTP打包

class MultiFramedRTPSink: public RTPSink {
    public:
        virtual void doSpecialFrameHandling(...); //派生类重新实现
        
    private:
    	void buildAndSendPacket(Boolean isFirstPacket); //此函数实现了RTP打包
    }

void MultiFramedRTPSink::buildAndSendPacket(Boolean isFirstPacket) {
    	unsigned rtpHdr = 0x80000000;
        rtpHdr |= (fRTPPayloadType<<16);
        rtpHdr |= fSeqNo;
        fOutBuf->enqueueWord(rtpHdr);
        ...
    }

关于live555的主要类就介绍到这里，后面的文章再来讨论细节

[live555_live555]: https://blog.csdn.net/weixin_42462202/article/details/100626262
[live555]: https://blog.csdn.net/weixin_42462202/article/details/100677974
[live555 1]: https://blog.csdn.net/weixin_42462202/article/details/100709515
[live555_RTSPServer]: https://blog.csdn.net/weixin_42462202/article/details/100711104
[live555_DESCRIBE]: https://blog.csdn.net/weixin_42462202/article/details/100713429
[live555_SETUP_PLAY]: https://blog.csdn.net/weixin_42462202/article/details/100733866
[live555 2]: https://blog.csdn.net/weixin_42462202/article/details/100746999
[live555 3]: https://blog.csdn.net/weixin_42462202/article/details/100748292
[20190910113521373.PNG]: https://img-blog.csdnimg.cn/20190910113521373.PNG
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjQ2MjIwMg_size_16_color_FFFFFF_t_70]: https://img-blog.csdnimg.cn/20190910131924758.PNG?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjQ2MjIwMg==,size_16,color_FFFFFF,t_70
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[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjQ2MjIwMg_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]: https://img-blog.csdnimg.cn/20190910191937529.PNG?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjQ2MjIwMg==,size_16,color_FFFFFF,t_70