【音視頻】FFmpeg內存模型

FFmpeg內存模型

從現有的Packet拷貝一個新Packet的時候，有兩種情況：

  • 兩個Packet的buf引用的是同一數據緩存空間，這時候要注意數據緩存空間的釋放問題；
  • 兩個Packet的buf引用不同的數據緩存空間，每個Packet都有數據緩存空間的copy；
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關系介紹

  • AVBuffer：核心數據容器，存儲實際數據（data），通過 refcount 實現引用計數，free() 用于定義內存釋放邏輯。
  • AVBufferRef：作為 AVBuffer 的引用，允許不同組件（如 AVPacket、AVFrame）共享同一份數據。它內部的 buffer 指向 AVBuffer，data 和 size 本質是對 AVBuffer 對應成員的“轉發”。
  • AVPacket/AVFrame：通過 AVBufferRef 管理數據。例如，AVPacket 的 buf 成員、AVFrame 的 buf 數組，都依賴 AVBufferRef 實現數據共享與內存管理。

代碼示例

以下代碼演示 AVBuffer、AVBufferRef、AVPacket 的關聯邏輯：

#include <libavutil/buffer.h>
#include <libavcodec/avcodec.h>int main() {// 1. 創建 AVBuffer（分配 1024 字節內存）AVBufferRef *buffer_ref = av_buffer_alloc(1024);if (!buffer_ref) {return -1;}AVBuffer *buffer = buffer_ref->buffer;  // 獲取關聯的 AVBufferuint8_t *data = buffer->data;           // AVBuffer 的數據指針// 2. 創建 AVPacket，并關聯 AVBufferRefAVPacket *pkt = av_packet_alloc();if (!pkt) {av_buffer_unref(&buffer_ref);return -1;}pkt->buf = av_buffer_ref(buffer_ref);  // AVPacket 引用 AVBufferRef// 此時，AVPacket 的數據指針 pkt->data 等同于 buffer->data（即同一份數據）// 3. 驗證引用計數printf("Initial refcount: %u\n", buffer->refcount);  // 輸出 2（AVBufferRef 自身 + AVPacket 引用）// 4. 釋放資源av_packet_free(&pkt);         // 減少 AVPacket 對 AVBufferRef 的引用av_buffer_unref(&buffer_ref);  // 若引用計數歸 0，AVBuffer 內存自動釋放return 0;
}

代碼解析

  1. 創建 AVBuffer：通過 av_buffer_alloc 分配內存，返回 AVBufferRef。此時，AVBufferRef 的 buffer 指向內部的 AVBuffer，data 指向實際內存。

  2. 關聯 AVPacket：使用 av_buffer_ref 讓 AVPacket 的 buf 引用 AVBufferRef。此時，AVPacket 的 data 與 AVBuffer 的 data 指向同一塊內存。

  3. 引用計數：每次 av_buffer_ref 會增加引用計數（refcount），av_buffer_unref 減少計數。當計數為 0 時，AVBuffer 自動釋放內存，避免手動管理內存的繁瑣與風險。

  4. AVFrame 同理：AVFrame 的 buf 數組使用類似邏輯，例如：

    AVFrame *frame = av_frame_alloc();
frame->buf[0] = av_buffer_ref(buffer_ref);  // AVFrame 引用 AVBufferRef

通過這種設計，FFmpeg 實現了高效的內存共享與自動釋放，減少內存泄漏風險。

一個 AVBuffer 結構體通常存儲 一個分量 的數據，而非完整的 YUV 所有分量。以常見的平面格式（如 YUV420P）為例：

  • Y 分量：單獨由一個 AVBuffer 存儲，對應 AVFrame->buf[0] 關聯的 AVBufferRef 指向的 AVBuffer。
  • U 分量：由另一個 AVBuffer 存儲，對應 AVFrame->buf[1] 關聯的 AVBufferRef 指向的 AVBuffer。
  • V 分量：再由一個 AVBuffer 存儲，對應 AVFrame->buf[2] 關聯的 AVBufferRef 指向的 AVBuffer。

這種設計下，每個 AVBuffer 負責管理單一數據平面（分量）的內存，通過 AVFrame->buf 數組中的多個 AVBufferRef，實現對 YUV 各分量的獨立內存管理（如分配、引用計數、釋放等）。若為打包格式（如 YUV420P 非平面形式），雖數據存儲方式不同，但 AVBuffer 仍遵循“單一內存塊管理”原則，不會同時存儲多個獨立分量的完整數據。

更為精確的模型

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FFmpeg內存模型-引用計數

對于多個AVPacket共享同一個緩存空間，FFmpeg使用的引用計數的機制（reference-count）：

  • 初始化引用計數為0，只有真正分配AVBuffer的時候，引用計數初始化為1;
  • 當有新的Packet引用共享的緩存空間時，就將引用計數+1；
  • 當釋放了引用共享空間的Packet，就將引用計數-1；引用計數為0時，就釋放掉引用的緩存空間AVBuffer。
  • AVFrame也是采用同樣的機制。

AVPacket常用API

AVPacket *av_packet_alloc(void);分配AVPacket

這個時候和buffer沒有關系
void av_packet_free(AVPacket **pkt);釋放AVPacket

和_alloc對應
void av_init_packet(AVPacket *pkt);初始化AVPacket

只是單純初始化pkt字段
int av_new_packet(AVPacket *pkt, int size);給AVPacket的buf分配內存，引

用計數初始化為1
int av_packet_ref(AVPacket *dst, const AVPacket *src)增加引用計數
void av_packet_unref(AVPacket *pkt);減少引用計數
void av_packet_move_ref(AVPacket *dst, AVPacket *src);轉移引用計數
AVPacket *av_packet_clone(const AVPacket *src);等于

av_packet_alloc()+av_packet_ref()

AVFrame常用API

函數原型功能描述
AVFrame *av_frame_alloc(void);分配 AVFrame
void av_frame_free(AVFrame **frame);釋放 AVFrame
int av_frame_ref(AVFrame *dst, const AVFrame *src);增加引用計數
void av_frame_unref(AVFrame *frame);減少引用計數
void av_frame_move_ref(AVFrame *dst, AVFrame *src);轉移引用計數
int av_frame_get_buffer(AVFrame *frame, int align);根據 AVFrame 分配內存
AVFrame *av_frame_clone(const AVFrame *src);等同于 av_frame_alloc() + av_frame_ref()

測試代碼

宏定義

#define MEM_ITEM_SIZE (20*1024*102)
#define AVPACKET_LOOP_COUNT 1000

測試1

void av_packet_test1()
{AVPacket *pkt = NULL;int ret = 0;pkt = av_packet_alloc();ret = av_new_packet(pkt, MEM_ITEM_SIZE); // 引用計數初始化為1memccpy(pkt->data, (void *)&av_packet_test1, 1, MEM_ITEM_SIZE);av_packet_unref(pkt);       // 要不要調用av_packet_free(&pkt);       // 如果不free將會發生內存泄漏,內部調用了 av_packet_unref
}

下面將對 av_packet_test1 函數的代碼進行詳細剖析：

代碼功能概述

av_packet_test1 函數的主要功能是創建一個 AVPacket 對象，為其分配數據緩沖區，嘗試向該緩沖區復制數據，之后釋放 AVPacket 及其關聯的數據緩沖區，以此避免內存泄漏。

代碼逐行分析

1. 變量聲明
AVPacket *pkt = NULL;
int ret = 0;
  • pkt：這是一個指向 AVPacket 結構體的指針，初始化為 NULL。AVPacket 是 FFmpeg 里用于存儲壓縮媒體數據（像視頻幀、音頻幀等）的結構體。
  • ret：用于存儲函數調用的返回值，初始化為 0。
2. 分配 AVPacket 結構體
pkt = av_packet_alloc();
  • 調用 av_packet_alloc 函數，在堆上分配一個新的 AVPacket 結構體實例，并且把結構體的成員初始化為默認值。若分配成功，pkt 會指向新分配的 AVPacket；若失敗，pkt 為 NULL。
3. 為 AVPacket 分配數據緩沖區
ret = av_new_packet(pkt, MEM_ITEM_SIZE); // 引用計數初始化為1
  • av_new_packet 函數的作用是為 AVPacket 分配一個大小為 MEM_ITEM_SIZE 字節的數據緩沖區。
  • 若分配成功，返回值 ret 為 0，同時 AVPacket 關聯的數據緩沖區的引用計數會初始化為 1。
  • 若分配失敗，ret 會是一個負的錯誤碼。
4. 復制數據到 AVPacket 的數據緩沖區
memccpy(pkt->data, (void *)&av_packet_test1, 1, MEM_ITEM_SIZE);
  • memccpy 是 C 標準庫中的函數，用于在內存之間復制數據。
  • pkt->data 指向 AVPacket 的數據緩沖區，也就是目標內存區域。
  • (void *)&av_packet_test1 是源內存區域的地址，av_packet_test1 可能是一個自定義的變量或結構體。
  • 1 是要查找的字符，當在源數據中碰到這個字符時，復制操作會停止。
  • MEM_ITEM_SIZE 是最多要復制的字節數。
5. 減少 AVPacket 引用計數
av_packet_unref(pkt);       // 要不要調用
  • av_packet_unref 函數會減少 AVPacket 關聯的數據緩沖區的引用計數。當引用計數降為 0 時，會釋放實際的數據緩沖區內存，同時把 AVPacket 結構體的成員重置為默認值。
  • 在此處，調用 av_packet_unref 并非必需，因為 av_packet_free 函數內部會自動調用 av_packet_unref。不過，調用它也不會有問題，只是會多執行一次減少引用計數的操作。
6. 釋放 AVPacket 結構體
av_packet_free(&pkt);       // 如果不free將會發生內存泄漏,內部調用了 av_packet_unref
  • av_packet_free 函數會釋放 AVPacket 結構體所占用的內存。在釋放之前，它會自動調用 av_packet_unref 處理 AVPacket 關聯的數據緩沖區，確保數據緩沖區的引用計數被正確處理，避免內存泄漏。
  • 該函數接收一個指向 AVPacket 指針的指針作為參數，釋放后會把傳入的指針置為 NULL，防止出現懸空指針。

測試2

void av_packet_test2()
{AVPacket *pkt = NULL;int ret = 0;pkt = av_packet_alloc();ret = av_new_packet(pkt, MEM_ITEM_SIZE);memccpy(pkt->data, (void *)&av_packet_test1, 1, MEM_ITEM_SIZE);printf("size1 = %p",pkt->buf);av_init_packet(pkt);        // 這個時候init就會導致內存無法釋放printf("size2 = %p",pkt->buf);av_packet_free(&pkt);
}

代碼功能概述

該函數的主要目的是創建一個 AVPacket 對象，為其分配數據緩沖區，向緩沖區復制數據，然后釋放 AVPacket 及其關聯的數據緩沖區。

代碼逐行分析

1. 變量聲明與 AVPacket 分配
AVPacket *pkt = NULL;
int ret = 0;pkt = av_packet_alloc();
  • 聲明一個指向 AVPacket 的指針 pkt 并初始化為 NULL，同時聲明一個用于存儲函數返回值的變量 ret。
  • 調用 av_packet_alloc 函數在堆上分配一個新的 AVPacket 結構體實例，并將其地址賦給 pkt。
2. 為 AVPacket 分配數據緩沖區
ret = av_new_packet(pkt, MEM_ITEM_SIZE);
  • av_new_packet 函數為 AVPacket 分配一個大小為 MEM_ITEM_SIZE 字節的數據緩沖區。
  • 若分配成功，pkt->data 指向新分配的緩沖區，同時數據緩沖區的引用計數初始化為 1。
3. 復制數據到 AVPacket 的數據緩沖區
memccpy(pkt->data, (void *)&av_packet_test1, 1, MEM_ITEM_SIZE);
  • 使用 memccpy 函數將 av_packet_test1 指向的數據復制到 pkt->data 所指向的緩沖區中，最多復制 MEM_ITEM_SIZE 個字節，當遇到值為 1 的字符時停止復制。
4. 調用 av_init_packet(pkt)
av_init_packet(pkt);
  • 這一步是問題所在。av_init_packet 是一個已被棄用的函數，其作用是將 AVPacket 結構體的成員初始化為默認值。
  • 調用 av_init_packet 會將 pkt->buf 設置為 NULL，同時還會重置其他一些成員。
  • 由于 pkt->buf 被設置為 NULL，后續調用 av_packet_free 時，av_packet_unref 無法正確識別之前分配的數據緩沖區，從而導致數據緩沖區的引用計數無法正確處理，最終造成內存泄漏。
5. 釋放 AVPacket
av_packet_free(&pkt);
  • av_packet_free 函數會先調用 av_packet_unref 來處理 AVPacket 關聯的數據緩沖區，然后釋放 AVPacket 結構體本身的內存。
  • 但由于 av_init_packet 已經將 pkt->buf 設置為 NULL，av_packet_unref 無法正確釋放數據緩沖區，只釋放了 AVPacket 結構體本身的內存。

測試3

void av_packet_test3()
{AVPacket *pkt = NULL;AVPacket *pkt2 = NULL;int ret = 0;pkt = av_packet_alloc();ret = av_new_packet(pkt, MEM_ITEM_SIZE);memccpy(pkt->data, (void *)&av_packet_test1, 1, MEM_ITEM_SIZE);pkt2 = av_packet_alloc();   // 必須先allocav_packet_move_ref(pkt2, pkt);//內部其實也調用了av_init_packetav_init_packet(pkt);av_packet_free(&pkt);av_packet_free(&pkt2);
}

代碼逐行分析

1. 變量聲明
AVPacket *pkt = NULL;
AVPacket *pkt2 = NULL;
int ret = 0;
  • 聲明了兩個指向 AVPacket 結構體的指針 pkt 和 pkt2，并初始化為 NULL。
  • 聲明一個整型變量 ret，用于存儲函數調用的返回值。
2. 分配并初始化第一個 AVPacket
pkt = av_packet_alloc();
ret = av_new_packet(pkt, MEM_ITEM_SIZE);
memccpy(pkt->data, (void *)&av_packet_test1, 1, MEM_ITEM_SIZE);
  • av_packet_alloc()：分配一個新的 AVPacket 結構體，并將其地址賦給 pkt。
  • av_new_packet(pkt, MEM_ITEM_SIZE)：為 pkt 分配一個大小為 MEM_ITEM_SIZE 字節的數據緩沖區。如果分配成功，pkt->data 指向新分配的緩沖區，同時數據緩沖區的引用計數初始化為 1。返回值存儲在 ret 中，若返回值小于 0 則表示分配失敗。
  • memccpy(pkt->data, (void *)&av_packet_test1, 1, MEM_ITEM_SIZE)：將 av_packet_test1 指向的數據復制到 pkt->data 所指向的緩沖區中，最多復制 MEM_ITEM_SIZE 個字節，當遇到值為 1 的字符時停止復制。
3. 分配第二個 AVPacket
pkt2 = av_packet_alloc();   // 必須先alloc

使用 av_packet_alloc() 分配一個新的 AVPacket 結構體，并將其地址賦給 pkt2。在進行數據引用轉移之前，必須先為 pkt2 分配內存。

4. 轉移數據引用
av_packet_move_ref(pkt2, pkt); // 內部其實也調用了av_init_packet

av_packet_move_ref(pkt2, pkt) 函數將 pkt 的數據引用轉移到 pkt2 上。調用該函數后，pkt 不再擁有數據緩沖區的引用，其成員會被重置為默認值，而 pkt2 接管數據緩沖區的引用。

5. 再次調用 av_init_packet
av_init_packet(pkt);

這一步是多余且可能會帶來問題的操作。因為 av_packet_move_ref 已經將 pkt 的成員重置為默認值，再次調用 av_init_packet(pkt) 并不會有額外的作用。并且如果 av_packet_move_ref 出現異常，這一步操作可能會進一步破壞 pkt 的狀態。

6. 釋放 AVPacket
av_packet_free(&pkt);
av_packet_free(&pkt2);
  • av_packet_free(&pkt)：釋放 pkt 所指向的 AVPacket 結構體。由于之前 av_packet_move_ref 已經將 pkt 的數據引用轉移走，此時 pkt 不持有數據緩沖區的引用，所以只會釋放 AVPacket 結構體本身的內存。
  • av_packet_free(&pkt2)：釋放 pkt2 所指向的 AVPacket 結構體及其關聯的數據緩沖區。因為 pkt2 持有數據緩沖區的引用，調用 av_packet_free 會先調用 av_packet_unref 減少數據緩沖區的引用計數，當引用計數降為 0 時釋放數據緩沖區的內存，然后釋放 AVPacket 結構體本身的內存。

測試4

av_packet_test4 函數是一個用于測試 AVPacket 內存管理和引用計數機制的函數，其目的是展示由于不當使用 av_init_packet 而導致的內存泄漏問題。下面我們對該函數進行詳細的逐行分析。

1. 變量聲明

AVPacket *pkt = NULL;
// av_packet_alloc()沒有必要，因為av_packet_clone內部有調用 av_packet_alloc
AVPacket *pkt2 = NULL;
int ret = 0;
  • pkt 和 pkt2 是指向 AVPacket 結構體的指針，初始化為 NULL。pkt 用于后續創建和操作一個 AVPacket 對象，pkt2 則用于克隆 pkt。
  • ret 是一個整型變量，用于存儲函數調用的返回值，方便后續判斷操作是否成功。

2. 創建并初始化第一個 AVPacket

pkt = av_packet_alloc();
ret = av_new_packet(pkt, MEM_ITEM_SIZE);
memccpy(pkt->data, (void *)&av_packet_test1, 1, MEM_ITEM_SIZE);
  • av_packet_alloc()：動態分配一個新的 AVPacket 結構體，并將其地址賦給 pkt。
  • av_new_packet(pkt, MEM_ITEM_SIZE)：為 pkt 分配一個大小為 MEM_ITEM_SIZE 字節的數據緩沖區。如果分配成功，pkt->data 指向該緩沖區，同時數據緩沖區的引用計數初始化為 1。ret 存儲該函數的返回值，若小于 0 則表示分配失敗。
  • memccpy(pkt->data, (void *)&av_packet_test1, 1, MEM_ITEM_SIZE)：將 av_packet_test1 指向的數據復制到 pkt->data 所指向的緩沖區中，最多復制 MEM_ITEM_SIZE 個字節，當遇到值為 1 的字符時停止復制。

3. 克隆 AVPacket

pkt2 = av_packet_clone(pkt); // av_packet_alloc()+av_packet_ref()， 調用該函數后，pkt和pkt2對應的buf引用計數變成2
  • av_packet_clone(pkt)：該函數相當于先調用 av_packet_alloc 分配一個新的 AVPacket 結構體，再調用 av_packet_ref 將 pkt 的數據引用復制到新的 AVPacket 上。因此，調用該函數后，pkt 和 pkt2 共享同一份數據緩沖區，數據緩沖區的引用計數變為 2。

4. 故意破壞 pkt 的引用管理

av_init_packet(pkt);  // 這里是故意去做init的操作，讓這個函數出現內存泄漏
  • av_init_packet(pkt)：該函數會將 pkt 的成員重置為默認值，其中包括將 pkt->buf 置為 NULL。pkt->buf 是一個指向 AVBufferRef 的指針，用于管理數據緩沖區的引用計數。將其置為 NULL 會破壞 pkt 與數據緩沖區的引用關系，導致后續無法正確處理引用計數。

5. 釋放 pkt

av_packet_free(&pkt);   // pkt在調用av_init_packet后，對應的buf被置為NULL，在調用av_packet_free沒法做引用計數-1的操作
  • av_packet_free(&pkt)：該函數會先調用 av_packet_unref 來減少 pkt 關聯的數據緩沖區的引用計數，然后釋放 pkt 結構體本身的內存。但由于之前 av_init_packet(pkt) 已經將 pkt->buf 置為 NULL，av_packet_unref 無法找到對應的 AVBufferRef，也就無法減少數據緩沖區的引用計數。因此，數據緩沖區的引用計數仍然為 2。

6. 釋放 pkt2

av_packet_free(&pkt2); // 觸發引用計數變為1，但因為不是0，所以buf不會被釋放，導致內存泄漏
  • av_packet_free(&pkt2)：同樣，該函數會先調用 av_packet_unref 來減少 pkt2 關聯的數據緩沖區的引用計數，然后釋放 pkt2 結構體本身的內存。由于 pkt 之前沒有正確減少引用計數，此時調用 av_packet_unref 只會將數據緩沖區的引用計數減為 1，而不是 0。因此，數據緩沖區的內存不會被釋放，從而導致內存泄漏。

測試5

void av_packet_test5()
{AVPacket *pkt = NULL;AVPacket *pkt2 = NULL;int ret = 0;pkt = av_packet_alloc(); //if(pkt->buf)        // 打印referenc-counted，必須保證傳入的是有效指針{    printf("%s(%d) ref_count(pkt) = %d\n", __FUNCTION__, __LINE__,av_buffer_get_ref_count(pkt->buf));}ret = av_new_packet(pkt, MEM_ITEM_SIZE);if(pkt->buf)        // 打印referenc-counted，必須保證傳入的是有效指針{    printf("%s(%d) ref_count(pkt) = %d\n", __FUNCTION__, __LINE__,av_buffer_get_ref_count(pkt->buf));}memccpy(pkt->data, (void *)&av_packet_test1, 1, MEM_ITEM_SIZE);pkt2 = av_packet_alloc();   // 必須先allocav_packet_move_ref(pkt2, pkt); // av_packet_move_ref
//    av_init_packet(pkt);  //av_packet_move_refav_packet_ref(pkt, pkt2);av_packet_ref(pkt, pkt2);     // 多次ref如果沒有對應多次unref將會內存泄漏if(pkt->buf)        // 打印referenc-counted，必須保證傳入的是有效指針{    printf("%s(%d) ref_count(pkt) = %d\n", __FUNCTION__, __LINE__,av_buffer_get_ref_count(pkt->buf));}if(pkt2->buf)        // 打印referenc-counted，必須保證傳入的是有效指針{    printf("%s(%d) ref_count(pkt) = %d\n", __FUNCTION__, __LINE__,av_buffer_get_ref_count(pkt2->buf));}av_packet_unref(pkt);   // 將為2av_packet_unref(pkt);   // 做第二次是沒有用的if(pkt->buf)printf("pkt->buf沒有被置NULL\n");elseprintf("pkt->buf已經被置NULL\n");if(pkt2->buf)        // 打印referenc-counted，必須保證傳入的是有效指針{    printf("%s(%d) ref_count(pkt) = %d\n", __FUNCTION__, __LINE__,av_buffer_get_ref_count(pkt2->buf));}av_packet_unref(pkt2);av_packet_free(&pkt);av_packet_free(&pkt2);
}

代碼功能概述

該函數主要用于測試 FFmpeg 中 AVPacket 的內存分配、數據操作、引用轉移、引用計數管理以及釋放等操作，同時通過打印引用計數來觀察這些操作對引用計數的影響，以此展示引用計數管理不當可能導致的問題。

代碼逐行分析

1. 變量聲明
AVPacket *pkt = NULL;
AVPacket *pkt2 = NULL;
int ret = 0;

聲明兩個 AVPacket 指針 pkt 和 pkt2 并初始化為 NULL，同時聲明一個整型變量 ret 用于存儲函數調用的返回值。

2. 分配 pkt 并檢查引用計數
pkt = av_packet_alloc(); 
if(pkt->buf)        
{    printf("%s(%d) ref_count(pkt) = %d\n", __FUNCTION__, __LINE__,av_buffer_get_ref_count(pkt->buf));
}
  • av_packet_alloc() 分配一個新的 AVPacket 結構體給 pkt。
  • 由于此時 pkt 還未分配數據緩沖區，pkt->buf 為 NULL，所以不會打印引用計數。
3. 為 pkt 分配數據緩沖區并檢查引用計數
ret = av_new_packet(pkt, MEM_ITEM_SIZE);
if(pkt->buf)        
{    printf("%s(%d) ref_count(pkt) = %d\n", __FUNCTION__, __LINE__,av_buffer_get_ref_count(pkt->buf));
}
  • av_new_packet(pkt, MEM_ITEM_SIZE) 為 pkt 分配一個大小為 MEM_ITEM_SIZE 的數據緩沖區，分配成功后 pkt->buf 指向該緩沖區，引用計數初始化為 1。
  • 若 pkt->buf 不為 NULL，則打印當前 pkt 的引用計數。
4. 復制數據到 pkt 的數據緩沖區
memccpy(pkt->data, (void *)&av_packet_test1, 1, MEM_ITEM_SIZE);

將 av_packet_test1 指向的數據復制到 pkt->data 所指向的緩沖區中，最多復制 MEM_ITEM_SIZE 個字節，遇到值為 1 的字符時停止復制。

5. 分配 pkt2 并轉移引用
pkt2 = av_packet_alloc();   
av_packet_move_ref(pkt2, pkt);
  • av_packet_alloc() 分配一個新的 AVPacket 結構體給 pkt2。
  • av_packet_move_ref(pkt2, pkt) 將 pkt 的數據引用轉移到 pkt2 上，之后 pkt 不再持有數據引用，其成員被重置，pkt->buf 變為 NULL。
6. 多次引用 pkt 到 pkt2 并檢查引用計數
av_packet_ref(pkt, pkt2);
av_packet_ref(pkt, pkt2);     
if(pkt->buf)        
{    printf("%s(%d) ref_count(pkt) = %d\n", __FUNCTION__, __LINE__,av_buffer_get_ref_count(pkt->buf));
}
if(pkt2->buf)        
{    printf("%s(%d) ref_count(pkt) = %d\n", __FUNCTION__, __LINE__,av_buffer_get_ref_count(pkt2->buf));
}
  • 兩次調用 av_packet_ref(pkt, pkt2) 使 pkt 和 pkt2 共享數據緩沖區，數據緩沖區的引用計數變為 3（初始 1 次 + 兩次引用各加 1）。
  • 若 pkt->buf 和 pkt2->buf 不為 NULL，則分別打印它們的引用計數。
7. 兩次調用 av_packet_unref(pkt) 并檢查 pkt->buf
av_packet_unref(pkt);   
av_packet_unref(pkt);   
if(pkt->buf)printf("pkt->buf沒有被置NULL\n");
elseprintf("pkt->buf已經被置NULL\n");
  • 第一次調用 av_packet_unref(pkt) 時，引用計數減 1 變為 2。
  • 第二次調用 av_packet_unref(pkt) 時，由于第一次調用后 pkt->buf 已經被置為 NULL（當引用計數降為 0 時會發生），所以這次調用不會有實際效果。
  • 根據 pkt->buf 是否為 NULL 打印相應信息。
8. 檢查 pkt2 的引用計數并調用 av_packet_unref(pkt2)
if(pkt2->buf)        
{    printf("%s(%d) ref_count(pkt) = %d\n", __FUNCTION__, __LINE__,av_buffer_get_ref_count(pkt2->buf));
}
av_packet_unref(pkt2);
  • 若 pkt2->buf 不為 NULL，則打印 pkt2 的引用計數，此時為 2。
  • 調用 av_packet_unref(pkt2) 使引用計數減 1 變為 1。
9. 釋放 pkt 和 pkt2
av_packet_free(&pkt);
av_packet_free(&pkt2);

使用 av_packet_free 分別釋放 pkt 和 pkt2 所指向的 AVPacket 結構體。

存在的問題

代碼存在內存泄漏問題。由于第二次調用 av_packet_unref(pkt) 無效，且只調用了一次 av_packet_unref(pkt2)，數據緩沖區的引用計數最終仍為 1，沒有降為 0，導致數據緩沖區的內存無法被釋放。

測試6

void av_packet_test6()
{AVPacket *pkt = NULL;AVPacket *pkt2 = NULL;int ret = 0;pkt = av_packet_alloc();ret = av_new_packet(pkt, MEM_ITEM_SIZE);memccpy(pkt->data, (void *)&av_packet_test1, 1, MEM_ITEM_SIZE);pkt2 = av_packet_alloc();   // 必須先alloc*pkt2 = *pkt;   // 有點類似  pkt可以重新分配內存if(pkt->buf)        // 打印referenc-counted，必須保證傳入的是有效指針{    printf("%s(%d) ref_count(pkt) = %d\n", __FUNCTION__, __LINE__,av_buffer_get_ref_count(pkt->buf));}av_init_packet(pkt);if(pkt2->buf)        // 打印referenc-counted，必須保證傳入的是有效指針{    printf("%s(%d) ref_count(pkt) = %d\n", __FUNCTION__, __LINE__,av_buffer_get_ref_count(pkt2->buf));}av_packet_free(&pkt);av_packet_free(&pkt2);
}

代碼功能概述

av_packet_test6 函數主要演示了 FFmpeg 中 AVPacket 的內存分配、數據復制、引用計數管理以及釋放等操作，同時通過打印引用計數來觀察不同操作對引用計數的影響

代碼逐行分析

1. 變量聲明
AVPacket *pkt = NULL;
AVPacket *pkt2 = NULL;
int ret = 0;

聲明了兩個指向 AVPacket 結構體的指針 pkt 和 pkt2，并初始化為 NULL。同時聲明了一個整型變量 ret，用于存儲函數調用的返回值。

2. 分配并初始化 pkt
pkt = av_packet_alloc();
ret = av_new_packet(pkt, MEM_ITEM_SIZE);
memccpy(pkt->data, (void *)&av_packet_test1, 1, MEM_ITEM_SIZE);
  • av_packet_alloc()：分配一個新的 AVPacket 結構體，并將其地址賦給 pkt。
  • av_new_packet(pkt, MEM_ITEM_SIZE)：為 pkt 分配一個大小為 MEM_ITEM_SIZE 字節的數據緩沖區。如果分配成功，pkt->data 指向新分配的緩沖區，同時數據緩沖區的引用計數初始化為 1。返回值存儲在 ret 中，若返回值小于 0 則表示分配失敗。
  • memccpy(pkt->data, (void *)&av_packet_test1, 1, MEM_ITEM_SIZE)：將 av_packet_test1 指向的數據復制到 pkt->data 所指向的緩沖區中，最多復制 MEM_ITEM_SIZE 個字節，當遇到值為 1 的字符時停止復制。
3. 分配 pkt2 并復制 pkt 的內容
pkt2 = av_packet_alloc();   // 必須先alloc
*pkt2 = *pkt;   // 有點類似  pkt可以重新分配內存
  • av_packet_alloc()：分配一個新的 AVPacket 結構體，并將其地址賦給 pkt2。
  • *pkt2 = *pkt;：這行代碼直接將 pkt 的內容復制到 pkt2 中，包括 pkt 的數據指針 data 和 AVBufferRef 指針 buf。此時 pkt 和 pkt2 指向同一個數據緩沖區，且數據緩沖區的引用計數沒有增加。
4. 打印 pkt 的引用計數
if(pkt->buf)        // 打印referenc-counted，必須保證傳入的是有效指針
{    printf("%s(%d) ref_count(pkt) = %d\n", __FUNCTION__, __LINE__,av_buffer_get_ref_count(pkt->buf));
}

如果 pkt->buf 不為 NULL，則打印 pkt 關聯的數據緩沖區的引用計數，此時引用計數仍為 1。

5. 調用 av_init_packet(pkt)
av_init_packet(pkt);

av_init_packet(pkt) 會將 pkt 的成員重置為默認值，其中包括將 pkt->buf 置為 NULL，這一步不影響引用計數

6. 打印 pkt2 的引用計數
if(pkt2->buf)        // 打印referenc-counted，必須保證傳入的是有效指針
{    printf("%s(%d) ref_count(pkt) = %d\n", __FUNCTION__, __LINE__,av_buffer_get_ref_count(pkt2->buf));
}

如果 pkt2->buf 不為 NULL，則打印 pkt2 關聯的數據緩沖區的引用計數，此時引用計數仍為 1。

7. 釋放 pkt 和 pkt2
av_packet_free(&pkt);
av_packet_free(&pkt2);
  • av_packet_free(&pkt)：由于之前 av_init_packet(pkt) 已經將 pkt->buf 置為 NULL，av_packet_free 只會釋放 pkt 結構體本身的內存，不會對數據緩沖區的引用計數產生影響。
  • av_packet_free(&pkt2)：釋放 pkt2 所指向的 AVPacket 結構體及其關聯的數據緩沖區。因為 pkt2 持有數據緩沖區的引用，調用 av_packet_free 會先調用 av_packet_unref 減少數據緩沖區的引用計數，因此這里的引用計數變成了0，會釋放數據緩沖區的內存，然后釋放 AVPacket 結構體本身的內存。

測試7

void av_frame_test1()
{AVFrame *frame = NULL;int ret = 0;frame = av_frame_alloc();// 沒有類似的AVPacket的av_new_packet的API// 1024 *2 * (16/8) =frame->nb_samples     = 1024;frame->format         = AV_SAMPLE_FMT_S16;//AV_SAMPLE_FMT_S16P AV_SAMPLE_FMT_S16frame->channel_layout = AV_CH_LAYOUT_STEREO;    //AV_CH_LAYOUT_MONO AV_CH_LAYOUT_STEREOret = av_frame_get_buffer(frame, 0);    // 根據格式分配內存if(frame->buf && frame->buf[0])printf("%s(%d) 1 frame->buf[0]->size = %d\n", __FUNCTION__, __LINE__, frame->buf[0]->size);    //受frame->format等參數影響if(frame->buf && frame->buf[1])printf("%s(%d) 1 frame->buf[1]->size = %d\n", __FUNCTION__, __LINE__, frame->buf[1]->size);    //受frame->format等參數影響if(frame->buf && frame->buf[0])        // 打印referenc-counted，必須保證傳入的是有效指針printf("%s(%d) ref_count1(frame) = %d\n", __FUNCTION__, __LINE__, av_buffer_get_ref_count(frame->buf[0]));ret = av_frame_make_writable(frame);    // 當frame本身為空時不能make writableprintf("av_frame_make_writable ret = %d\n", ret);if(frame->buf && frame->buf[0])        // 打印referenc-counted，必須保證傳入的是有效指針printf("%s(%d) ref_count2(frame) = %d\n", __FUNCTION__, __LINE__, av_buffer_get_ref_count(frame->buf[0]));av_frame_unref(frame);if(frame->buf && frame->buf[0])        // 打印referenc-counted，必須保證傳入的是有效指針printf("%s(%d) ref_count3(frame) = %d\n", __FUNCTION__, __LINE__, av_buffer_get_ref_count(frame->buf[0]));av_frame_free(&frame);
}

1. 變量聲明

AVFrame *frame = NULL;
int ret = 0;

聲明一個指向 AVFrame 結構體的指針 frame 并初始化為 NULL，同時聲明一個整型變量 ret 用于存儲函數調用的返回值。

2. 分配 AVFrame 結構體

frame = av_frame_alloc();// 沒有類似的AVPacket的av_new_packet的API

調用 av_frame_alloc 函數在堆上分配一個新的 AVFrame 結構體，并將其地址賦給 frame。與 AVPacket 的 av_new_packet 不同，av_frame_alloc 僅分配 AVFrame 結構體本身，不分配實際的數據緩沖區。

3. 設置 AVFrame 的參數

// 1024 *2 * (16/8) =
frame->nb_samples     = 1024;
frame->format         = AV_SAMPLE_FMT_S16;//AV_SAMPLE_FMT_S16P AV_SAMPLE_FMT_S16
frame->channel_layout = AV_CH_LAYOUT_STEREO;    //AV_CH_LAYOUT_MONO AV_CH_LAYOUT_STEREO
  • frame->nb_samples：設置音頻幀中的樣本數量為 1024。
  • frame->format：設置音頻樣本的格式為 AV_SAMPLE_FMT_S16，即 16 位有符號整數。
  • frame->channel_layout：設置音頻的聲道布局為立體聲（AV_CH_LAYOUT_STEREO）。

4. 為 AVFrame 分配數據緩沖區

ret = av_frame_get_buffer(frame, 0);    // 根據格式分配內存

調用 av_frame_get_buffer 函數根據 frame 中設置的參數（如 format、channel_layout 和 nb_samples）為 AVFrame 分配數據緩沖區。如果分配成功，frame->buf 數組將指向分配的緩沖區。

5. 打印緩沖區大小

if(frame->buf && frame->buf[0])printf("%s(%d) 1 frame->buf[0]->size = %d\n", __FUNCTION__, __LINE__, frame->buf[0]->size);    //受frame->format等參數影響
if(frame->buf && frame->buf[1])printf("%s(%d) 1 frame->buf[1]->size = %d\n", __FUNCTION__, __LINE__, frame->buf[1]->size);    //受frame->format等參數影響

如果 frame->buf[0] 或 frame->buf[1] 不為 NULL，則打印它們的大小。緩沖區大小受 frame->format 等參數的影響。
因為AV_SAMPLE_FMT_S16格式只有一個通道，因此只有buf[0]有數據；如果是AV_SAMPLE_FMT_S16P有2個通道，即buf[0]和buf[1]都有效

6. 打印初始引用計數

if(frame->buf && frame->buf[0])        // 打印referenc-counted，必須保證傳入的是有效指針printf("%s(%d) ref_count1(frame) = %d\n", __FUNCTION__, __LINE__, av_buffer_get_ref_count(frame->buf[0]));

如果 frame->buf[0] 不為 NULL，則打印其引用計數。初始時，引用計數通常為 1。

7. 使 AVFrame 可寫

ret = av_frame_make_writable(frame);    // 當frame本身為空時不能make writable
printf("av_frame_make_writable ret = %d\n", ret);

調用 av_frame_make_writable 函數確保 frame 是可寫的。如果 frame 已經是可寫的，則直接返回；否則，會復制一份數據并使 frame 指向新的可寫緩沖區，并且使引用計數減一。打印該函數的返回值，返回值為 0 表示成功。

8. 打印可寫操作后的引用計數

if(frame->buf && frame->buf[0])        // 打印referenc-counted，必須保證傳入的是有效指針printf("%s(%d) ref_count2(frame) = %d\n", __FUNCTION__, __LINE__, av_buffer_get_ref_count(frame->buf[0]));

如果 frame->buf[0] 不為 NULL，則打印可寫操作后的引用計數。如果發生了數據復制，引用計數可能會改變。

9. 解除 AVFrame 的引用

av_frame_unref(frame);

調用 av_frame_unref 函數解除 frame 對其數據緩沖區的引用，減少數據緩沖區的引用計數。如果引用計數降為 0，則釋放數據緩沖區。

10. 打印解除引用后的引用計數

if(frame->buf && frame->buf[0])        // 打印referenc-counted，必須保證傳入的是有效指針printf("%s(%d) ref_count3(frame) = %d\n", __FUNCTION__, __LINE__, av_buffer_get_ref_count(frame->buf[0]));

如果 frame->buf[0] 不為 NULL，則打印解除引用后的引用計數。通常情況下，引用計數應該為 0。

11. 釋放 AVFrame 結構體

av_frame_free(&frame);

調用 av_frame_free 函數釋放 frame 所指向的 AVFrame 結構體。

更多資料：https://github.com/0voice

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