基于arm64架構國產操作系統|Linux下的RTMP|RTSP低延時直播播放器開發探究

技術背景

2014年4月8日起，美國微軟公司停止了對Windows XP SP3操作系統提供服務支持，這引起了社會和廣大用戶的廣泛關注和對信息安全的擔憂。而2020年對Windows7服務支持的終止再一次推動了國產系統的發展。工信部對此表示，將繼續加大力度，支持Linux的國產操作系統的研發和應用，并希望用戶可以使用國產操作系統。

為什么要發展國產操作系統？

  1. 技術自主性和信息安全：國家和政府機構通常認為擁有自主研發和掌握核心技術是保障國家信息安全和加強自主創新能力的重要舉措。通過開發和商業化國產操作系統，可以降低對外國技術和軟件的依賴，并減少潛在的信息泄露和安全風險。
  2. 降低技術依賴風險：依賴外國操作系統和軟件可能面臨技術封鎖、供應中斷或不穩定的問題。商業化國產操作系統可以減少對外部技術供應鏈的依賴，為國內企業和用戶提供更可靠和穩定的軟件解決方案，降低技術依賴風險。
  3. 滿足國內市場需求：隨著國內科技產業的快速發展，對于操作系統的需求也日益增長。國產操作系統可以更好地滿足國內用戶的需求，提供更貼近本地文化和習慣的用戶界面和功能，提高用戶的使用體驗。
  4. 促進產業發展：國產操作系統的開發和應用可以帶動相關產業的發展，包括硬件制造、軟件開發、系統集成等。這有助于提升整個產業鏈的技術水平和競爭力，促進國內科技產業的升級和轉型。
  5. 生態系統建設：發展國產操作系統有助于構建和完善自主可控的軟件生態系統。通過鼓勵和支持國內軟件開發者在國產操作系統上進行應用開發，可以豐富應用生態，提高系統的可用性和易用性。

此外，隨著云計算、大數據、人工智能等新興技術的發展，操作系統作為基礎設施的重要性日益凸顯。發展國產操作系統可以為這些新興技術提供更安全、更可靠的運行環境，推動相關產業的發展和創新。

綜上所述，發展國產操作系統對于保障國家信息安全、降低技術依賴風險、滿足國內市場需求、促進產業發展以及構建完善的生態系統等方面都具有重要意義。

技術實現

?順勢而為，在發布arm64架構的國產操作系統|Linux平臺的RTMP|RTSP直播播放SDK之前，大牛直播SDK（官方）的直播播放SDK用一句比較流行的廣告語叫遙遙領先，我們更是在前幾年已經發布了Linux X86_64架構的播放器，并得到了廣泛的應用。

?本次發布的可用于國產操作系統和Linux上的的RTMP|RTSP直播播放SDK, video輸出基于X協議，audio輸出采用PulseAudio和Alsa Lib實現。除了常規功能如實時靜音、快照、buffer time設定、網絡自動重連等，RTMP支持擴展H265播放（支持Enhanced RTMP H.265播放）, RTSP也支持H265播放。

大牛直播SDK發布的Linux平臺播放器SDK支持多實例播放，相關代碼如下：

/** multi_player_demo.cpp* * Author: daniusdk.com** Copyright ? 2017~2024 DaniuLive. All rights reserved.*/
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <assert.h>
#include <poll.h>
#include <errno.h>#include <string>
#include <sstream>#include <X11/Xlib.h>
#include <X11/keysym.h>#include "nt_sdk_linux_smart_log.h"
#include "nt_linux_smart_player_sdk.h"
#include "nt_player_sdk_wrapper.h"....const char* players_url_[]
{"rtsp://admin:daniulive12345@192.168.0.120:554/h264/ch1/main/av_stream","rtsp://admin:daniulive12345@192.168.0.120:554/h264/ch1/main/av_stream","rtsp://admin:admin123456@192.168.0.121:554/cam/realmonitor?channel=1&subtype=0","rtsp://admin:admin123456@192.168.0.121:554/cam/realmonitor?channel=1&subtype=0",
};int main(int argc, char *argv[])
{XInitThreads(); // X支持多線程, 必須調用NT_SDKLogInit();// SDK初始化SmartPlayerSDKAPI player_api;if (!NT_PlayerSDKInit(player_api)){fprintf(stderr, "SDK init failed.\n");return 0;}auto display = XOpenDisplay(nullptr);if (!display){fprintf(stderr, "Cannot connect to X server\n");player_api.UnInit();return 0;}auto screen = DefaultScreen(display);auto root = XRootWindow(display, screen);XWindowAttributes root_win_att;if (!XGetWindowAttributes(display, root, &root_win_att)){fprintf(stderr, "Get Root window attri failed\n");player_api.UnInit();XCloseDisplay(display);return 0;}if (root_win_att.width < 100 || root_win_att.height < 100){fprintf(stderr, "Root window size error.\n");player_api.UnInit();XCloseDisplay(display);return 0;}fprintf(stdout, "Root Window Size:%d*%d\n", root_win_att.width, root_win_att.height);int main_w = root_win_att.width / 2, main_h = root_win_att.height/2;auto black_pixel = BlackPixel(display, screen);auto white_pixel = WhitePixel(display, screen);auto main_wid = XCreateSimpleWindow(display, root, 0, 0, main_w, main_h, 0, white_pixel, black_pixel);if (!main_wid){player_api.UnInit();XCloseDisplay(display);fprintf(stderr, "Cannot create main windows\n");return 0;}XSelectInput(display, main_wid, StructureNotifyMask | KeyPressMask);XMapWindow(display, main_wid);XStoreName(display, main_wid, win_base_title);std::vector<std::shared_ptr<NT_PlayerSDKWrapper> > players;for (auto url: players_url_){auto i = std::make_shared<NT_PlayerSDKWrapper>(&player_api);i->SetDisplay(display);i->SetScreen(screen);i->SetURL(url);players.push_back(i);if ( players.size() > 3 )break;}auto border_w = 2;std::vector<NT_LayoutRect> layout_rects;SubWindowsLayout(main_w, main_h, border_w, static_cast<int>(players.size()), layout_rects);for (auto i = 0; i < static_cast<int>(players.size()); ++i){assert(players[i]);players[i]->SetWindow(CreateSubWindow(display, screen, main_wid, layout_rects[i], border_w));}for (const auto& i : players){assert(i);if (i->GetWindow())XMapWindow(display, i->GetWindow());}for (auto i = 0; i < static_cast<int>(players.size()); ++i){assert(players[i]);// 第一路不靜音, 其他全部靜音players[i]->Start(0, i!=0, 1, false);//players[i]->Start(0, false, 1, false);}while (true){while (MY_X11_Pending(display, 10)){XEvent xev;memset(&xev, 0, sizeof(xev));XNextEvent(display, &xev);if (xev.type == ConfigureNotify){if (xev.xconfigure.window == main_wid){if (xev.xconfigure.width != main_w || xev.xconfigure.height != main_h){main_w = xev.xconfigure.width;main_h = xev.xconfigure.height;SubWindowsLayout(main_w, main_h, border_w, static_cast<int>(players.size()), layout_rects);for (auto i = 0; i < static_cast<int>(players.size()); ++i){if (players[i]->GetWindow()){XMoveResizeWindow(display, players[i]->GetWindow(), layout_rects[i].x_, layout_rects[i].y_, layout_rects[i].w_, layout_rects[i].h_);}}}}else{for (const auto& i: players){assert(i);if (i->GetWindow() && i->GetWindow() == xev.xconfigure.window){i->OnWindowSize(xev.xconfigure.width, xev.xconfigure.height);}}}}else if (xev.type == KeyPress){if (xev.xkey.keycode == XKeysymToKeycode(display, XK_Escape)){fprintf(stdout, "ESC Key Press\n");for (const auto& i : players){i->Stop();if (i->GetWindow()){XDestroyWindow(display, i->GetWindow());i->SetWindow(None);}}players.clear();XDestroyWindow(display, main_wid);XCloseDisplay(display);player_api.UnInit();fprintf(stdout, "Close Players....\n");return 0;}}}}
}

開始播放、停止播放封裝實現

bool NT_PlayerSDKWrapper::Start(int buffer, bool is_mute, int render_scale_mode, bool is_only_dec_key_frame)
{if (is_playing_)return false;if (url_.empty())return false;if (!OpenHandle(url_, buffer))return false;assert(handle_ && handle_->Handle());// 音頻參數player_api_->SetMute(handle_->Handle(), is_mute ? 1 : 0);player_api_->SetIsOutputAudioDevice(handle_->Handle(), 1);player_api_->SetAudioOutputLayer(handle_->Handle(), 0); // 使用pluse 或者 alsa播放, 兩個可以選擇一個// 視頻參數player_api_->SetVideoSizeCallBack(handle_->Handle(), this, &NT_Player_SDK_WRAPPER_OnVideoSizeHandle);//player_api_->SetXDisplayName(handle_->Handle(), NULL);player_api_->SetXScreenNumber(handle_->Handle(),screen_);player_api_->SetRenderXWindow(handle_->Handle(), window_);player_api_->SetRenderScaleMode(handle_->Handle(), render_scale_mode);player_api_->SetRenderTextureScaleFilterMode(handle_->Handle(), 3);player_api_->SetOnlyDecodeVideoKeyFrame(handle_->Handle(), is_only_dec_key_frame ? 1 : 0);auto ret = player_api_->StartPlay(handle_->Handle());if (NT_ERC_OK != ret){ResetHandle();return false;}is_playing_ = true;return true;
}void NT_PlayerSDKWrapper::Stop()
{if (!is_playing_)return;assert(handle_);player_api_->StopPlay(handle_->Handle());video_width_ = 0;video_height_ = 0;ResetHandle();is_playing_ = false;
}

Event回調

bool NT_PlayerSDKWrapper::AttachHandle(const std::shared_ptr<NT_SDK_HandleWrapper>& handle)
{if (is_playing_)return false;handle_ = handle;if (handle_){handle_->AddEventHandler(shared_from_this());}return true;
}

視頻分辨率回調

extern "C" NT_VOID NT_CALLBACK NT_Player_SDK_WRAPPER_OnVideoSizeHandle(NT_HANDLE handle, NT_PVOID user_data,NT_INT32 width, NT_INT32 height)
{auto sdk_wrapper = reinterpret_cast<NT_PlayerSDKWrapper*>(user_data);if (nullptr == sdk_wrapper)return;sdk_wrapper->VideoSizeHandle(handle, width, height);
}

實時快照回調

extern "C" NT_VOID NT_CALLBACK NT_Player_SDK_WRAPPER_OnCaptureImageCallBack(NT_HANDLE handle, NT_PVOID user_data, NT_UINT32 result, NT_PCSTR file_name)
{auto sdk_wrapper = reinterpret_cast<NT_PlayerSDKWrapper*>(user_data);if (nullptr == sdk_wrapper)return;sdk_wrapper->CaptureImageHandle(handle, result, file_name);
}

總結

arm64架構的國產操作系統|Linux下的RTMP、RTSP直播播放，延遲依然毫秒級，隨著國產操作系統在傳統行業的推進，越來越多的場景需要高穩定性高延遲低的RTMP|RTSP播放器，本文拋磚引玉，感興趣的開發者可以跟我單獨探討。

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