前言
前不久抽空对目前比较火的视频直播，做了下研究与探索，了解其整体实现流程，以及探讨移动端HTML5直播可行性方案。
发现目前 WEB 上主流的视频直播方案有 HLS 和 RTMP，移动 WEB 端目前以 HLS 为主（HLS存在延迟性问题，也可以借助 video.js 采用RTMP），PC端则以 RTMP 为主实时性较好，接下来将围绕这两种视频流协议来展开H5直播主题分享。
一、视频流协议HLS与RTMP
1. HTTP Live Streaming
HTTP Live Streaming（简称 HLS）是一个基于 HTTP 的视频流协议，由 Apple 公司实现，Mac OS 上的 QuickTime、Safari 以及 iOS 上的 Safari 都能很好的支持 HLS，高版本 Android 也增加了对 HLS 的支持。一些常见的客户端如：MPlayerX、VLC 也都支持 HLS 协议。
HLS 协议基于 HTTP，而一个提供 HLS 的服务器需要做两件事：
编码：以 H.263 格式对图像进行编码，以 MP3 或者 HE-AAC 对声音进行编码，最终打包到 MPEG-2 TS（Transport Stream）容器之中；分割：把编码好的 TS 文件等长切分成后缀为 ts 的小文件，并生成一个 .m3u8 的纯文本索引文件；浏览器使用的是 m3u8 文件。m3u8 跟音频列表格式 m3u 很像，可以简单的认为 m3u8 就是包含多个 ts 文件的播放列表。播放器按顺序逐个播放，全部放完再请求一下 m3u8 文件，获得包含最新 ts 文件的播放列表继续播，周而复始。整个直播过程就是依靠一个不断更新的 m3u8 和一堆小的 ts 文件组成，m3u8 必须动态更新，ts 可以走 CDN。一个典型的 m3u8 文件格式如下：
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#EXTM3U#EXT-X-STREAM-INF:PROGRAM-ID=1, BANDWIDTH=200000gear1/prog_index.m3u8#EXT-X-STREAM-INF:PROGRAM-ID=1, BANDWIDTH=311111gear2/prog_index.m3u8#EXT-X-STREAM-INF:PROGRAM-ID=1, BANDWIDTH=484444gear3/prog_index.m3u8#EXT-X-STREAM-INF:PROGRAM-ID=1, BANDWIDTH=737777gear4/prog_index.m3u8 |
可以看到 HLS 协议本质还是一个个的 HTTP 请求 / 响应，所以适应性很好，不会受到防火墙影响。但它也有一个致命的弱点：延迟现象非常明显。如果每个 ts 按照 5 秒来切分，一个 m3u8 放 6 个 ts 索引，那么至少就会带来 30 秒的延迟。如果减少每个 ts 的长度，减少 m3u8 中的索引数，延时确实会减少，但会带来更频繁的缓冲，对服务端的请求压力也会成倍增加。所以只能根据实际情况找到一个折中的点。
对于支持 HLS 的浏览器来说，直接这样写就能播放了：
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<video src=”./bipbopall.m3u8″ height=”300″ width=”400″ preload=”auto” autoplay=”autoplay” loop=”loop” webkit-playsinline=”true”></video> |
注意：HLS 在 PC 端仅支持safari浏览器，类似chrome浏览器使用HTML5 video
标签无法播放 m3u8 格式，可直接采用网上一些比较成熟的方案，如：sewise-player、MediaElement、videojs-contrib-hls、jwplayer。
2. Real Time Messaging Protocol
Real Time Messaging Protocol（简称 RTMP）是 Macromedia 开发的一套视频直播协议，现在属于 Adobe。这套方案需要搭建专门的 RTMP 流媒体服务如 Adobe Media Server，并且在浏览器中只能使用 Flash 实现播放器。它的实时性非常好，延迟很小，但无法支持移动端 WEB 播放是它的硬伤。
虽然无法在iOS的H5页面播放，但是对于iOS原生应用是可以自己写解码去解析的, RTMP 延迟低、实时性较好。浏览器端，HTML5 video
标签无法播放 RTMP 协议的视频，可以通过 video.js 来实现。
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<video id=“example_video_1″ class=“video-js vjs-default-skin” controls preload=“auto” width=“640” height=“264” loop=“loop” webkit-playsinline></video><script>videojs.options.flash.swf = ‘video.swf’;videojs(‘example_video_1′).ready(function() {this.play();});</script> |
六、直播流转换格式、编码推流
当服务器端接收到采集视频录制端传输过来的视频流时，需要对其进行解析编码，推送RTMP/HLS格式视频流至视频播放端。通常使用的常见编码库方案，如x264编码、faac编码、ffmpeg编码等。鉴于 FFmpeg 工具集合了多种音频、视频格式编码，我们可以优先选用FFmpeg进行转换格式、编码推流。
1.安装 FFmpeg 工具
brew install ffmpeg
2.推流MP4文件
视频文件地址：/Users/gao/Desktop/video/test.mp4
推流拉流地址：rtmp://localhost:1935/rtmplive/home，rtmp://localhost:1935/rtmplive/home
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//RTMP 协议流ffmpeg -re -i /Users/gao/Desktop/video/test.mp4 -vcodec libx264 -acodec aac -f flv rtmp://10.14.221.17:1935/rtmplive/home//HLS 协议流ffmpeg -re -i /Users/gao/Desktop/video/test.mp4 -vcodec libx264 -vprofile baseline -acodec aac -ar 44100 -strict -2 -ac 1 -f flv -q 10 rtmp://10.14.221.17:1935/hls/test |
注意：
当我们进行推流之后，可以安装VLC、ffplay（支持rtmp协议的视频播放器）本地拉流进行演示
3.FFmpeg推流命令
① 视频文件进行直播
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ffmpeg -re -i /Users/gao/Desktop/video/test.mp4 -vcodec libx264 -vprofile baseline -acodec aac -ar 44100 -strict -2 -ac 1 -f flv -q 10 rtmp://192.168.1.101:1935/hls/testffmpeg -re -i /Users/gao/Desktop/video/test.mp4 -vcodec libx264 -vprofile baseline -acodec aac -ar 44100 -strict -2 -ac 1 -f flv -q 10 rtmp://10.14.221.17:1935/hls/test |
② 推流摄像头＋桌面+麦克风录制进行直播
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ffmpeg -f avfoundation -framerate 30 -i “1:0″ \-f avfoundation -framerate 30 -video_size 640x480 -i “0” \-c:v libx264 -preset ultrafast \-filter_complex ‘overlay=main_w-overlay_w-10:main_h-overlay_h-10′ -acodec libmp3lame -ar 44100 -ac 1 -f flv rtmp://192.168.1.101:1935/hls/test |
更多命令，请参考：
FFmpeg处理RTMP流媒体的命令大全
FFmpeg常用推流命令
七、H5 直播视频播放
移动端iOS和 Android 都天然支持HLS协议，做好视频采集端、视频流推流服务之后，便可以直接在H5页面配置 video 标签播放直播视频。
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<video controls preload=“auto” autoplay=“autoplay” loop=“loop” webkit-playsinline><p class=“warning”>Your browser does not support HTML5 video.</p></video> |
八、总结
本文从视频采集上传，服务器处理视频推流，以及H5页面播放直播视频一整套流程,具体阐述了直播实现原理，实现过程中会遇到很多性能优化问题。
① H5 HLS 限制必须是H264+AAC编码。
② H5 HLS 播放卡顿问题，server 端可以做好分片策略，将 ts 文件放在 CDN 上，前端可尽量做到 DNS 缓存等。
③ H5 直播为了达到更好的实时互动，也可以采用RTMP协议，通过video.js 实现播放。
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