FFmpeg 4.0 版本源碼地址 :

• GitHub : https://github.com/FFmpeg/FFmpeg/tree/release/4.0
• GitCode : https://gitcode.com/gh_mirrors/ff/FFmpeg/tree/release/4.0
• FFmpeg/libavcodec/avpacket.c 源碼 : https://gitcode.com/gh_mirrors/ff/FFmpeg/blob/release/4.0/libavcodec/avpacket.c

一、搭建開發環境

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開發前 , 先回顧下 開發環境 和 項目 搭建流程 ;

1、開發環境搭建參考

開發環境搭建參考如下博客 :

• 【FFmpeg】Windows 10 平臺 FFmpeg 開發環境搭建 ① ( 安裝 Visual Studio 2015 | JavaScript_ProjectSystem 安裝包丟失或損壞 )
• 【FFmpeg】Windows 10 平臺 FFmpeg 開發環境搭建 ② ( Qt 配置 MSVC2015 編譯器 | 安裝 VS2015 并配置 Qt 環境的 C/C++ 編譯器 )
• 【FFmpeg】Windows 10 平臺 FFmpeg 開發環境搭建 ③ ( CDB 調試器下載安裝 | Qt 中配置 CDB 調試器 | Qt 中配置 32 位 / 64 位的構建套件 )
• 【FFmpeg】Windows 10 平臺 FFmpeg 開發環境搭建 ④ ( FFmpeg 開發庫 | 創建項目導入并配置 FFmpeg 開發庫 | 拷貝 DLL 動態庫到 SysWOW64 目錄)

2、項目搭建

參考 【FFmpeg】Windows 10 平臺 FFmpeg 開發環境搭建 ④ ( FFmpeg 開發庫 | 創建項目導入并配置 FFmpeg 開發庫 | 拷貝 DLL 動態庫到 SysWOW64 目錄) 博客后半部分內容 :

• 創建 Qt 項目 : 選擇 " Non-Qt Project " 下的 " Plain C Application " 類型的項目 , 構建系統使用默認的 qmake , 構建套件選擇 MSVC2015 套件 ;

• 拷貝頭文件和庫函數 : 將 ffmpeg-4.2.1-win32-dev 開發庫目錄 , 拷貝到 Qt 工程目錄下 , 其中是 FFmpeg 的頭文件和庫函數 ;
  
  

• 配置 頭文件和庫函數 : 在 .pro 配置文件 , 配置 上面拷貝的 頭文件 和 函數庫 , 完整配置內容如下 :

TEMPLATE = app
CONFIG += console
CONFIG -= app_bundle
CONFIG -= qtSOURCES += main.cwin32 {
INCLUDEPATH += $$PWD/ffmpeg-4.2.1-win32-dev/include
LIBS += $$PWD/ffmpeg-4.2.1-win32-dev/lib/avformat.lib \
$$PWD/ffmpeg-4.2.1-win32-dev/lib/avcodec.lib \
$$PWD/ffmpeg-4.2.1-win32-dev/lib/avdevice.lib \
$$PWD/ffmpeg-4.2.1-win32-dev/lib/avfilter.lib \
$$PWD/ffmpeg-4.2.1-win32-dev/lib/avutil.lib \
$$PWD/ffmpeg-4.2.1-win32-dev/lib/postproc.lib \
$$PWD/ffmpeg-4.2.1-win32-dev/lib/swresample.lib \
$$PWD/ffmpeg-4.2.1-win32-dev/lib/swscale.lib
}

• 代碼引入頭文件 : 引入 FFmpeg 庫 , 并調用 av_version_info 函數 , 獲取 FFmpeg 版本號 ;

#include <stdio.h>                  // 引入標準輸入輸出頭文件
#include "libavutil/avutil.h"        // 引入FFmpeg庫中的avutil頭文件，avutil包含一些工具函數int main()
{// 輸出 "Hello World" 到控制臺printf("Hello World\n");// 輸出 FFmpeg 的版本信息，av_version_info() 函數返回當前FFmpeg庫的版本信息printf("FFmpeg version is %s\n", av_version_info());// 返回0表示程序正常結束return 0;
}

• 代碼運行庫配置 : 將下面的文件拷貝到 C:\Windows\SysWOW64 目錄 或者 項目的構建目錄根目錄 中 ;

二、AVPacket 創建與釋放代碼分析

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1、AVPacket 創建與釋放代碼

下面的代碼是 AVPacket 從聲明 , 分配結構體內存 , 分配緩沖區數據內存 , 解除緩沖區數據引用 , 釋放緩沖區內存 的完整過程 , 之后會單步調試 , 查看具體的數據信息 ;

void av_packet_1()
{AVPacket *pkt = NULL;    // 定義一個指向 AVPacket 結構體的指針，用于存儲數據包int ret = 0;             // 定義一個整型變量 ret，用于存儲函數的返回值// 分配一個新的 AVPacket，返回一個指向該數據包的指針pkt = av_packet_alloc();// 為數據包分配內存，并初始化引用計數為1ret = av_new_packet(pkt, MEM_ITEM_SIZE);// 使用 memccpy 函數將 av_packet_1 的數據拷貝到 pkt->data 中// 從 pkt->data 地址開始，復制 MEM_ITEM_SIZE 字節的數據// 復制的數據來源是當前函數 av_packet_1 的地址memccpy(pkt->data, (void *)&av_packet_1, 1, MEM_ITEM_SIZE);// 解除數據包的引用，減少引用計數av_packet_unref(pkt);// 釋放數據包所占的內存，并將 pkt 指針設置為 NULLav_packet_free(&pkt);
}

2、Qt 單步調試方法

單步調試上述代碼 :

• 在函數第一行代碼位置打上斷點 :
  

• 點擊左下角的 " Start debugging of startup project " 按鈕 ,

• 程序開始運行后 , 停留在 斷點 位置 ;
  

• 切換到指令集操作模式 : 之前在代碼模式中 , 無法進行 單步調試 , 參考 【錯誤記錄】Qt 單步調試 F10 快捷鍵失靈 ( Start and Break on Main 和 單步調試 默認都是 F10 快捷鍵 | 單步調試技巧 - 轉換匯編指令模式 ) 博客 ;
  

• 在 " 指令集操作模式 " 中 , 按 F10 單步運行 , 然后再切換回代碼模式 , 即可進行單步調試 ;
  

3、單步調試 - 分析 AVPacket 創建與銷毀代碼

再次回到代碼模式 , 即可進行單步調試 , 目前代碼停留在函數的第三行代碼處 ;

此時可以看到 , 聲明的 AVPacket 結構體指針值為 0 , 暫時沒有賦值 ;

繼續下一步單步調試 , 執行 av_packet_alloc 函數 , 結果如下 , 該函數為 AVPacket 指針分配了內存 , AVPacket 結構體的成員都設置了默認值 , 其中 buf 緩沖區 被設置為了 0 , 也就是 NULL , 暫時沒有進行初始化 ;

av_packet_alloc 函數 的 作用 是 : 在 堆內存中 , 為其分配內存空間 , 并為其成員設置默認值 ;

繼續執行下一步 , 調用 av_new_packet 函數時 , 開始為 AVPacket 的數據分配內存 , 并將引用計數設置為 1 ;

此時 AVBuffer 結構體的 AVBufferRef *buf 成員 有了指向 , 不再是 NULL ;

真實的數據是 AVBufferRef 結構體的 AVBuffer *buffer 成員 中 , 其真實數據 和 引用計數 都在該結構體中 , 目前可以看到該結構體在堆內存中的地址是 0xec5240 ;

執行 memccpy 函數 , 設置數據緩沖區中的數據 , 執行后 , 發現數據發生了改變 ;

繼續向后執行 , 執行 av_packet_unref 函數 , 解除 AVPacket 數據包引用 , 減少引用計數 ;

參考 【FFmpeg】FFmpeg 內存結構 ④ ( AVPacket 函數簡介 | av_packet_unref 函數 | av_packet_move_ref 函數 ) 博客 中的 av_packet_unref 函數 分析章節 ;

最后 執行 av_packet_free 函數 , 釋放 AVPacket 結構體 及其 內部的成員 所占用的內存空間 ;

執行完畢后 , 發現 AVPacket 結構體指針的值被置空 ;

三、AVPacket 內存使用注意事項

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1、謹慎使用 av_init_packet 函數

av_init_packet 函數 內容如下 , 分析下面的代碼 , 可知 該函數會將所有的字段都設置為 默認值 , 尤其是 pkt->buf 字段 , 這是數據緩沖區的引用 , 使用該函數不當 , 可以會導致數據緩沖區內存泄漏 ;

// 初始化 AVPacket 結構體
void av_init_packet(AVPacket *pkt)
{// 設置顯示時間戳 (PTS) 為未定義值pkt->pts                  = AV_NOPTS_VALUE;// 設置解碼時間戳 (DTS) 為未定義值pkt->dts                  = AV_NOPTS_VALUE;// 設置文件中的位置為 -1 (表示未知)pkt->pos                  = -1;// 設置幀的時長為 0pkt->duration             = 0;#if FF_API_CONVERGENCE_DURATION// 以下代碼處理棄用字段 convergence_duration 的初始化FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGSpkt->convergence_duration = 0; // 設置幀的收斂時間為 0 (已廢棄字段)FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
#endif// 設置標志位為 0 (表示無標志)pkt->flags                = 0;// 設置流索引為 0 (初始化為默認值)pkt->stream_index         = 0;// 將引用的緩沖區指針設為 NULLpkt->buf                  = NULL;// 將側數據的指針設為 NULLpkt->side_data            = NULL;// 設置側數據元素個數為 0pkt->side_data_elems      = 0;
}

2、av_init_packet 函數棄用

av_init_packet 函數 已經棄用 , FFmpeg 官方不再建議調用該函數 , 可參考 【FFmpeg】FFmpeg 內存結構 ② ( AVPacket 函數簡介 | av_packet_alloc 函數 | av_packet_free 函數 | av_new_packet 函數 ) 博客 ,

av_packet_alloc 函數 是 FFmpeg 官方推薦使用的 初始化 AVPacket 結構體的函數 , 并且建議與 av_packet_free 函數 配對使用 ;

av_packet_alloc 函數 中 調用了 av_init_packet 函數 , 已經包含了 av_init_packet 函數的功能 ;

3、av_init_packet 函數導致內存泄漏的反面示例

在下面的代碼中 , 在數據釋放之前的某個時間點 調用了 av_init_packet 函數 , 導致 AVPacket 的 buf 緩沖區提前置空 , 但是 buf 指向的數據緩沖區還沒有釋放 , 這段內存就出現了泄漏 , 再也無法進行釋放 ;

void av_packet_1()
{AVPacket *pkt = NULL;    // 定義一個指向 AVPacket 結構體的指針，用于存儲數據包int ret = 0;             // 定義一個整型變量 ret，用于存儲函數的返回值// 分配一個新的 AVPacket，返回一個指向該數據包的指針pkt = av_packet_alloc();// 為數據包分配內存，并初始化引用計數為1ret = av_new_packet(pkt, MEM_ITEM_SIZE);// 使用 memccpy 函數將 av_packet_1 的數據拷貝到 pkt->data 中// 從 pkt->data 地址開始，復制 MEM_ITEM_SIZE 字節的數據// 復制的數據來源是當前函數 av_packet_1 的地址memccpy(pkt->data, (void *)&av_packet_1, 1, MEM_ITEM_SIZE);// 如果在數據釋放之前的某個時間點 調用了 av_init_packet 函數// 就會導致 AVPacket 的 buf 緩沖區置空// 但是 buf 指向的數據緩沖區還沒有釋放 這段內存就出現了泄漏 再也無法進行釋放// 此處調用 av_init_packet 函數 就會導致內存泄漏 ☆☆☆av_init_packet(pkt);// 解除數據包的引用，減少引用計數av_packet_unref(pkt);// 釋放數據包所占的內存，并將 pkt 指針設置為 NULLav_packet_free(&pkt);
}

4、av_packet_move_ref 函數 后可以使用 av_init_packet 函數

av_packet_move_ref 函數 的 源碼如下 :

void av_packet_move_ref(AVPacket *dst, AVPacket *src)
{*dst = *src;av_init_packet(src);src->data = NULL;src->size = 0;
}

參考 https://raw.gitcode.com/gh_mirrors/ff/FFmpeg/raw/release%2F4.0/libavcodec/avpacket.c 源碼 ;

在 av_packet_move_ref 函數中 , 調用了 av_init_packet 函數 , 如果在之后繼續調用一次 av_init_packet 函數 , 是不會對內存結構產生影響的 , 相當于調用了兩次 av_init_packet 函數 ;

5、av_packet_clone 函數 后不可以使用 av_init_packet 函數

av_packet_clone 函數 源碼如下 :

// 克隆一個 AVPacket
AVPacket *av_packet_clone(const AVPacket *src)
{// 分配一個新的 AVPacket 對象AVPacket *ret = av_packet_alloc();// 如果分配失敗，直接返回 NULLif (!ret)return ret;// 復制源數據包 (src) 的內容到新分配的數據包 (ret)// 如果復制失敗，釋放新分配的數據包內存if (av_packet_ref(ret, src))av_packet_free(&ret);// 返回克隆的數據包指針 (如果成功，則指向新數據包；失敗則返回 NULL)return ret;
}

av_packet_clone 函數 相當于 av_packet_alloc 函數 + av_packet_ref 函數 的 組合函數 ;

調用完 av_packet_clone 函數 后 , 引用計數會增加 1 , 如果原來引用計數是 1 , 則新的引用計數是 2 ;

如果在 av_packet_clone 函數 后 調用 av_init_packet 函數 , 會導致新的 AVPacket 的 buf 成員被置空 , 之后 調用 av_packet_free 函數 無法訪問到 AVPacket 的 buf 成員 , 自然無法將引用計數自減 1 , 這樣就導致了 內存泄漏 ;

6、av_packet_ref 函數 與 av_packet_unref 函數 成對使用

av_packet_ref 函數 和 av_packet_unref 函數 需要成對使用 , 它們的主要目的是對 AVPacket 對象的引用計數進行管理 , 從而避免內存泄漏或重復釋放 ;

在使用 av_packet_ref 引用數據包時 , 引用計數會增加 ;

如果在某些地方不再需要這個引用 , 必須使用 av_packet_unref 釋放它 ;

否則 , 會導致內存泄漏 ;