自定义播放器系列

第一章 视频渲染

第二章 音频（push）播放

第三章 音频（pull）播放（本章）

第四章 实现时钟同步

第五章 实现通用时钟同步

第六章 实现播放器

前言

我们上一章讲了，ffmpeg解码sdl push的方式播放音频，调用流程简单，但是实现起来还是有点难度的。接下来讲的就是使用pull的方式播放音频，pull的方式即是使用回调的方式播放音频，在打开SDL音频设备的时候传入一个回调方法，SDL内部会按照一定频率回调这个方法，我们在回调方法中往音频缓冲写数据就能够播放声音了。

一、ffmpeg解码

ffmpeg解码部分与《使用ffmpeg解码音频sdl（push）播放》一致，这里就不再赘述。

二、sdl播放1、初始化sdl

使用sdl前需要在最开始初始化sdl，全局只需要初始化一次即可。

if (SDL_Init(SDL_INIT_VIDEO | SDL_INIT_AUDIO | SDL_INIT_TIMER)) {	printf("Could not initialize SDL - %s\n", SDL_GetError());	return -1;}

建议使用SDL_OpenAudioDevice打开设备，使用SDL_OpenAudio的话samples设置可能不生效，比较不灵活一点。pull的方式播放其实就是采用回调的方式播放，我们给下面代码的wanted_spec.callback赋值即可。

SDL_AudioSpec wanted_spec, spec;int audioId = 0;//打开设备wanted_spec.channels = av_get_channel_layout_nb_channels(pCodecCtx->channel_layout);wanted_spec.freq = pCodecCtx->sample_rate;wanted_spec.format = AUDIO_F32SYS;wanted_spec.silence = 0;wanted_spec.samples = FFMAX(512, 2 << av_log2(wanted_spec.freq / 30));//注册回调方法wanted_spec.callback =  audioCallback;wanted_spec.userdata = NULL;audioId = SDL_OpenAudioDevice(NULL, 0, &wanted_spec, &spec, 1);if (audioId < 2){	printf("Open audio device error!\n");	goto end;}//开启播放SDL_PauseAudioDevice(audioId, 0);

我们采用pull的方式播放，即注册回调方法，sdl会按照一定的频率触发回调，我们只需往回调参数的缓存指针写入音频数据即可。

//音频设备读取数据回调方法void audioCallback(void* userdata, Uint8* stream, int len) {	//TODO:从音频队列中读取数据到设备缓冲	};

使用完成后需要销毁资源，如下所示，SDL_Quit并不是必要的，通常是程序退出才需要调用，这个时候调不调已经无所谓了。

if (audioId >= 2){   SDL_PauseAudioDevice(audioId, 1);  SDL_CloseAudioDevice(audioId);}SDL_Quit();

三、使用AVAudioFifo

由于是采用回调的方式播放，必然需要一个队列往里面写入解码的数据，音频设备回调时再将数据读出。我们直接使用ffmpeg提供的音频队列即可。

1、初始化

AVAudioFifo是基于采样数的，所以初始化的时候需要设置音频格式以及队列长度采样数。直接使用音频设备的参数，队列长度要稍微长一点。

//使用音频队列AVAudioFifo *fifo = av_audio_fifo_alloc(forceFormat, spec.channels, spec.samples * 10);

我们需要解码处往队列里写入数据

//解码后的音频数据uint8_t* data;//音频数据的采样数size_t samples;if (av_audio_fifo_space(fifo) >= samples){	av_audio_fifo_write(fifo, (void**)&data, samples);}

在音频设备回调中读取队列中的音频数据

void audioCallback(void* userdata, Uint8* stream, int len) {	//从音频队列中读取数据到设备缓冲	av_audio_fifo_read(fifo, (void**)&stream, spec.samples);};

4、销毁资源

if (fifo){	av_audio_fifo_free(fifo);}

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四、完整代码1、代码

将上述代码合并起来形成一个完整的音频解码播放流程：

示例的sdk版本：ffmpeg 4.3、sdl2

windows、linux都可以正常运行

#include <stdio.h>#include <SDL.h>#include "libavformat/avformat.h"#include "libavcodec/avcodec.h"#include "libswscale/swscale.h"#include "libswresample/swresample.h"#include "libavutil/audio_fifo.h"#undef mainAVAudioFifo* fifo = NULL;SDL_AudioSpec wanted_spec, spec;SDL_mutex* mtx = NULL;static void audioCallback(void* userdata, Uint8* stream, int len) {	//由于AVAudioFifo非线程安全，且是子线程触发此回调，所以需要加锁	SDL_LockMutex(mtx);	//读取队列中的音频数据	av_audio_fifo_read(fifo, (void**)&stream, spec.samples);	SDL_UnlockMutex(mtx);};int main(int argc, char** argv) {	const char* input = "test_music.wav";	enum AVSampleFormat forceFormat;	AVFormatContext* pFormatCtx = NULL;	AVCodecContext* pCodecCtx = NULL;	const AVCodec* pCodec = NULL;	AVDictionary* opts = NULL;	AVPacket packet;	AVFrame* pFrame = NULL;	struct SwrContext* swr_ctx = NULL;	uint8_t* outBuffer = NULL;	int	 audioindex = -1;	int exitFlag = 0;	int isLoop = 1;	double framerate;	int audioId = 0;	memset(&packet, 0, sizeof(AVPacket));	//初始化SDL	if (SDL_Init(SDL_INIT_VIDEO | SDL_INIT_AUDIO | SDL_INIT_TIMER)) {		printf("Could not initialize SDL - %s\n", SDL_GetError());		return -1;	}	//打开输入流	if (avformat_open_input(&pFormatCtx, input, NULL, NULL) != 0) {		printf("Couldn't open input stream.\n");		goto end;	}	//查找输入流信息	if (avformat_find_stream_info(pFormatCtx, NULL) < 0) {		printf("Couldn't find stream information.\n");		goto end;	}	//获取音频流	for (unsigned i = 0; i < pFormatCtx->nb_streams; i++)		if (pFormatCtx->streams[i]->codecpar->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {			audioindex = i;			break;		}	if (audioindex == -1) {		printf("Didn't find a audio stream.\n");		goto end;	}	//创建解码上下文	pCodecCtx = avcodec_alloc_context3(NULL);	if (pCodecCtx == NULL)	{		printf("Could not allocate AVCodecContext\n");		goto end;	}	//获取解码器	if (avcodec_parameters_to_context(pCodecCtx, pFormatCtx->streams[audioindex]->codecpar) < 0)	{		printf("Could not init AVCodecContext\n");		goto end;	}	pCodec = avcodec_find_decoder(pCodecCtx->codec_id);	if (pCodec == NULL) {		printf("Codec not found.\n");		goto end;	}	//使用多线程解码	if (!av_dict_get(opts, "threads", NULL, 0))		av_dict_set(&opts, "threads", "auto", 0);	//打开解码器	if (avcodec_open2(pCodecCtx, pCodec, &opts) < 0) {		printf("Could not open codec.\n");		goto end;	}	if (pCodecCtx->sample_fmt == AV_SAMPLE_FMT_NONE)	{		printf("Unknown sample foramt.\n");		goto end;	}	if (pCodecCtx->sample_rate <= 0 || pFormatCtx->streams[audioindex]->codecpar->channels <= 0)	{		printf("Invalid sample rate or channel count!\n");		goto end;	}	//打开设备	wanted_spec.channels = pFormatCtx->streams[audioindex]->codecpar->channels;	wanted_spec.freq = pCodecCtx->sample_rate;	wanted_spec.format = AUDIO_F32SYS;	wanted_spec.silence = 0;	wanted_spec.samples = FFMAX(512, 2 << av_log2(wanted_spec.freq / 30));	wanted_spec.callback = audioCallback;	wanted_spec.userdata = NULL;	audioId = SDL_OpenAudioDevice(NULL, 0, &wanted_spec, &spec, 1);	if (audioId < 2)	{		printf("Open audio device error!\n");		goto end;	}	switch (spec.format)	{	case	AUDIO_S16SYS:		forceFormat = AV_SAMPLE_FMT_S16;		break;	case	AUDIO_S32SYS:		forceFormat = AV_SAMPLE_FMT_S32;		break;	case	AUDIO_F32SYS:		forceFormat = AV_SAMPLE_FMT_FLT;		break;	default:		printf("audio device format was not surported!\n");		goto end;		break;	}	pFrame = av_frame_alloc();	if (!pFrame)	{		printf("alloc frame failed!\n");		goto end;	}	//使用音频队列	fifo = av_audio_fifo_alloc(forceFormat, spec.channels, spec.samples * 10);	if (!fifo)	{		printf("alloc fifo failed!\n");		goto end;	}	mtx = SDL_CreateMutex();	if (!mtx)	{		printf("alloc mutex failed!\n");		goto end;	}	SDL_PauseAudioDevice(audioId, 0);start:	while (!exitFlag)	{		//读取包		int gotPacket = av_read_frame(pFormatCtx, &packet) == 0;		if (!gotPacket || packet.stream_index == audioindex)			//!gotPacket:未获取到packet需要将解码器的缓存flush，所以还需要进一次解码流程。		{			//发送包			if (avcodec_send_packet(pCodecCtx, &packet) < 0)			{				printf("Decode error.\n");				av_packet_unref(&packet);				goto end;			}			//接收解码的帧			while (avcodec_receive_frame(pCodecCtx, pFrame) == 0) {				uint8_t* data;				size_t dataSize;				size_t samples;				if (forceFormat != pCodecCtx->sample_fmt || spec.freq != pFrame->sample_rate || spec.channels != pFrame->channels)					//重采样				{					//计算输入采样数					int out_count = (int64_t)pFrame->nb_samples * spec.freq / pFrame->sample_rate + 256;					//计算输出数据大小					int out_size = av_samples_get_buffer_size(NULL, spec.channels, out_count, forceFormat, 0);					//输入数据指针					const uint8_t** in = (const uint8_t**)pFrame->extended_data;					//输出缓冲区指针					uint8_t** out = &outBuffer;					int len2 = 0;					if (out_size < 0) {						av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "av_samples_get_buffer_size() failed\n");						goto end;					}					if (!swr_ctx)						//初始化重采样对象					{						swr_ctx = swr_alloc_set_opts(NULL, av_get_default_channel_layout(spec.channels), forceFormat, spec.freq, av_get_default_channel_layout(pFormatCtx->streams[audioindex]->codecpar->channels) , pCodecCtx->sample_fmt, pCodecCtx->sample_rate, 0, NULL);						if (!swr_ctx || swr_init(swr_ctx) < 0) {							av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "swr_alloc_set_opts() failed\n");							goto end;						}					}					if (!outBuffer)						//申请输出缓冲区					{						outBuffer = (uint8_t*)av_mallocz(out_size);					}					//执行重采样					len2 = swr_convert(swr_ctx, out, out_count, in, pFrame->nb_samples);					if (len2 < 0) {						av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "swr_convert() failed\n");						goto end;					}					//取得输出数据					data = outBuffer;					//输出数据长度					dataSize = av_samples_get_buffer_size(0, spec.channels, len2, forceFormat, 1);					samples = len2;				}				else				{					data = pFrame->data[0];					dataSize = av_samples_get_buffer_size(pFrame->linesize, pFrame->channels, pFrame->nb_samples, forceFormat, 0);					samples = pFrame->nb_samples;				}				//写入队列				while (1) {					SDL_LockMutex(mtx);					if (av_audio_fifo_space(fifo) >= samples)					{						av_audio_fifo_write(fifo, (void**)&data, samples);						SDL_UnlockMutex(mtx);						break;					}					SDL_UnlockMutex(mtx);					//队列可用空间不足则延时等待					SDL_Delay((dataSize) * 1000.0 / (spec.freq * av_get_bytes_per_sample(forceFormat) * spec.channels) - 1);				}			}		}		av_packet_unref(&packet);		if (!gotPacket)		{			//循环播放时flush出缓存帧后需要调用此方法才能重新解码。			avcodec_flush_buffers(pCodecCtx);			break;		}	}	if (!exitFlag)	{		if (isLoop)		{			//定位到起点			if (avformat_seek_file(pFormatCtx, -1, 0, 0, 0, AVSEEK_FLAG_FRAME) >= 0)			{				goto start;			}		}	}end:	//销毁资源	if (fifo)	{		av_audio_fifo_free(fifo);	}	if (audioId >= 2)	{		SDL_PauseAudioDevice(audioId, 1);		SDL_CloseAudioDevice(audioId);	}	if (mtx)	{		SDL_DestroyMutex(mtx);	}	if (pFrame)	{		if (pFrame->format != -1)		{			av_frame_unref(pFrame);		}		av_frame_free(&pFrame);	}	if (packet.data)	{		av_packet_unref(&packet);	}	if (pCodecCtx)	{		avcodec_close(pCodecCtx);		avcodec_free_context(&pCodecCtx);	}	if (pFormatCtx)		avformat_close_input(&pFormatCtx);	if (pFormatCtx)		avformat_free_context(pFormatCtx);	swr_free(&swr_ctx);	av_dict_free(&opts);	if (outBuffer)		av_free(outBuffer);	SDL_Quit();	return 0;}

以上就是今天要讲的内容，使用pull的方式播发音频比push简单很多，而且更加灵活可以继续实现更复杂的功能比如多路音频合并，使用push则难以实现。我们唯一要注意的就是保证线程安全，对队列的读写也非常简单，长度控制直接通过延时就可以做到。

原文 使用ffmpeg解码音频sdl（pull）播放_CodeOfCC的博客-CSDN博客