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Qt-FFmpeg开发-使libavformat解复用器通过自定义AVIOContext读取回调访问媒体内容

1、概述

• 最近研究了一下FFmpeg开发，功能实在是太强大了，网上ffmpeg3、4的文章还是很多的，但是学习嘛，最新的还是不能放过，就选了一个最新的ffmpeg n5.1.2版本，和3、4版本api变化还是挺大的；
• 这是一个libavformat AVIOContext API示例；
• 这里主要是研究FFmpeg官方示例产生的一个程序，官方示例可以看Examples；
• 但是官方示例一般有一些小问题，这里通过学习官方示例程序，加上自己的理解完成了这一个基于Qt的FFmpeg avio_reading.c（官方示例编译后是通过命令行执行）。

开发环境说明

• 系统：Windows10、Ubuntu20.04
• Qt版本：V5.12.5
• 编译器：MSVC2017-64、GCC/G++64
• FFmpeg版本：n5.1.2
  • 官方下载
  • 我使用的库

2、实现效果

1. 将一个视频文件中所有数据读取到buf中；
2. 为AVIOContext创建一个回调函数；
3. 创建一个长度为4096内存用于从buf中读取数据；
4. 使用回调函数完成数据的读取；
5. 关键步骤加上详细注释，比官方示例更便于学习。

• 这个程序的原理如下：把视频文件中所有数据读取到内存中，再通过回调函数按照4096的长度去读取。

  

• 实现结果如下：

3、主要代码

• 啥也不说了，直接上代码，一切有注释

• widget.h文件

  #ifndef WIDGET_H
  #define WIDGET_H
  
  #include <QWidget>
  
  QT_BEGIN_NAMESPACE
  namespace Ui { class Widget; }
  QT_END_NAMESPACE
  
  struct AVFormatContext;
  struct AVIOContext;
  
  class Widget : public QWidget
  {
      Q_OBJECT
  
  public:
      Widget(QWidget *parent = nullptr);
      ~Widget();
  
  private slots:
      void on_pushButton_clicked();
  
      void on_pushButton_2_clicked();
  
  
      static int read_packet(void *opaque, uint8_t *buf, int buf_size);
  
  private:
      void showError(int err);
      int  openAV();
      void showLog(const QString& log);
  
  private:
      Ui::Widget *ui;
  
      AVFormatContext* m_formatContext = nullptr;
      AVIOContext    * m_avioContext   = nullptr;
      uchar          * m_buffer        = nullptr;    // 保存打开的媒体文件的所有数据
      quint64          m_bufSize       = 0;          // 打开的文件的总大小
      uchar          * m_avioBuffer    = nullptr;    // 从m_buffer中一次读取的数据
      int              m_avioBufSize   = 4096;       // 从m_buffer中一次读取的数据长度
  };
  #endif // WIDGET_H
  
  

• widget.cpp文件

  #include "widget.h"
  #include "ui_widget.h"
  #include <qfiledialog.h>
  #include <QDebug>
  #include <qthread.h>
  #include <qtimer.h>
  
  extern "C" {        // 用C规则编译指定的代码
  #include "libavcodec/avcodec.h"
  #include "libavformat/avformat.h"
  #include "libavformat/avio.h"
  #include "libavutil/file.h"
  }
  
  typedef struct BufferData {
      uchar*  ptr;
      quint64 size;   // 缓冲区中剩余的大小
  }BufferData;
  
  Widget::Widget(QWidget *parent)
      : QWidget(parent)
      , ui(new Ui::Widget)
  {
      ui->setupUi(this);
  
      this->setWindowTitle(QString("AVIOContext访问的自定义缓冲区读取数据 V%1").arg(APP_VERSION));
  }
  
  Widget::~Widget()
  {
      delete ui;
  }
  
  /**
   * @brief 选择文件
   */
  void Widget::on_pushButton_clicked()
  {
      QString strName = QFileDialog::getOpenFileName(this, "选择播放视频~！", "/", "视频 (*.mp4 *.m4v *.mov *.avi *.flv);; 其它(*)");
      if(strName.isEmpty())
      {
          return;
      }
      ui->line_file->setText(strName);
  }
  
  void Widget::on_pushButton_2_clicked()
  {
      int ret = openAV();
      if(ret < 0)
      {
          showError(ret);
      }
      av_file_unmap(m_buffer, m_bufSize);           // 释放m_buffer
      avformat_free_context(m_formatContext);       // 释放m_formatContext
      if(m_avioContext)
      {
          av_freep(&m_avioContext->buffer);         // 释放m_avioBuffer
      }
      avio_context_free(&m_avioContext);            // 释放m_avioContext并置NULL
  
      m_avioBuffer = nullptr;
      m_buffer = nullptr;
      m_bufSize = 0;
      m_formatContext = nullptr;
  }
  
  /**
   * @brief    自定义非阻塞延时
   * @param ms
   */
  void msleep(int ms)
  {
      QEventLoop loop;
      QTimer::singleShot(ms, &loop, SLOT(quit()));
      loop.exec();
  
  }
  
  /**
   * @brief           回调读取数据
   * @param opaque
   * @param buf
   * @param buf_size
   * @return
   */
  int Widget::read_packet(void *opaque, uint8_t *buf, int buf_size)
  {
      BufferData *bd = static_cast<BufferData *>(opaque);    // bd指针指向了读取文件的所有数据
      buf_size = FFMIN(buf_size, int(bd->size));             // 获取最小值
  
      if (!buf_size)
      {
          return AVERROR_EOF;       // 文件结尾
      }
      qDebug() << QString("当前指向缓冲区位置ptr：0x%1     剩余数据长度size：%2").arg(quint64(bd->ptr), 0, 16).arg(bd->size);
  
      /* 将内部缓冲区数据复制到buf */
      memcpy(buf, bd->ptr, quint64(buf_size));
      bd->ptr  += buf_size;                     // 通过指针向后移动读取数据
      bd->size -= quint64(buf_size);            // 每读取一次则剩余长度减4096
  
      msleep(1);   // 加上延时，否则回调函数执行很快，不能用QThread延时
  
      return buf_size;
  }
  
  int Widget::openAV()
  {
      QString strName = ui->line_file->text();
      if(strName.isEmpty())
      {
          return AVERROR(ENOENT);     // 返回文件不存在的错误码
      }
  
      // 打开strName文件，将文件中所有数据读取到m_buffer中，读取的数据长度为m_bufSize，最后两个参数与日志相关，基本用不到
      int ret = av_file_map(strName.toStdString().data(), &m_buffer, &m_bufSize, 0, nullptr);
      if(ret < 0)
      {
          return ret;
      }
      showLog(QString("文件总buf：0x%1     文件总长度：%2").arg(quint64(m_buffer), 0, 16).arg(m_bufSize));
  
      m_formatContext = avformat_alloc_context();      // 分配一个解封装上下文，包含了媒体流的格式信息（.mp4 .avi）
      if(!m_formatContext)
      {
          return AVERROR(ENOMEM);        // 返回无法分配内存的错误码
      }
  
      m_avioBuffer = static_cast<uchar*>(av_malloc(quint64(m_avioBufSize))) ;  // 分配一个空间
      if(!m_avioBuffer)
      {
          return AVERROR(ENOMEM);        // 返回无法分配内存的错误码
      }
      showLog(QString("avioBuffer：0x%1     avioBufSize长度：%2").arg(quint64(m_avioBuffer), 0, 16).arg(m_avioBufSize));
  
      BufferData bufData;
      bufData.ptr = m_buffer;
      bufData.size = m_bufSize;
      m_avioContext = avio_alloc_context(m_avioBuffer,
                                         m_avioBufSize,
                                         0,
                                         &bufData,
                                         &read_packet,
                                         nullptr,
                                         nullptr);
      if(!m_avioContext)
      {
          return AVERROR(ENOMEM);        // 返回无法分配内存的错误码
      }
  
      m_formatContext->pb = m_avioContext;
      showLog(QString("缓冲区的开始：0x%1    缓冲区大小：%3").arg(quint64(m_avioContext->buffer), 0, 16).arg(m_avioContext->buffer_size));
  
      ret = avformat_open_input(&m_formatContext, nullptr, nullptr, nullptr);
      if(ret < 0)
      {
          return ret;
      }
      showLog("回调函数执行完成！");
  
      // 读取媒体文件的数据包以获取流信息。
      ret = avformat_find_stream_info(m_formatContext, nullptr);
      if(ret < 0)
      {
          return ret;
      }
  
      // 打印关于输入或输出格式的详细信息
      av_dump_format(m_formatContext,
                     0,                             // 要转储信息的流的索引
                     strName.toStdString().data(),  // 要打印的URL，例如源文件或目标文件
                     0);                            // 选择指定的上下文是输入(0)还是输出(1)
  
      return 0;
  }
  
  void Widget::showLog(const QString &log)
  {
      ui->textEdit->append(log);
  }
  
  /**
   * @brief        显示ffmpeg函数调用异常信息
   * @param err
   */
  void Widget::showError(int err)
  {
      static char m_error[1024];
      memset(m_error, 0, sizeof (m_error));        // 将数组置零
      av_strerror(err, m_error, sizeof (m_error));
      showLog(QString("Error：%1  %2").arg(err).arg(m_error));
  }
  
  
  

4、完整源代码

• github
• gitee