一、核心功能

IntervalBudget?類用于基于時間窗口的帶寬預算管理。它根據設定的目標比特率（kbps）和一個固定時間窗口（500ms），計算在該時間窗口內可用的字節數（即“預算”），并支持預算的增加（隨時間累積）和使用（發送數據時消耗）。該類可用于擁塞控制、碼率調整等場景中，確保數據發送速率不超過目標速率。

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二、核心算法原理

• 預算計算：
  預算基于目標比特率和時間窗口（500ms）計算：
  max_bytes_in_budget_ = (kWindowMs * target_rate_kbps_) / 8
  即：最大預算 = （500ms × 目標速率kbps） / 8（轉換為字節）

• 預算累積（IncreaseBudget）：
  根據時間差?delta_time_ms?計算應增加的預算字節數。

  • 若允許積累未使用預算（can_build_up_underuse_為true），則將剩余預算累加，但不超過最大值；

  • 否則，每個時間窗口的預算獨立，不累積。

• 預算消耗（UseBudget）：
  每發送一定字節數，就從剩余預算中扣除，但不能低于?-max_bytes_in_budget_（允許一定程度超支）。

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三、關鍵數據結構

成員變量	類型	說明
target_rate_kbps_	int	目標比特率，單位kbps
max_bytes_in_budget_	int64_t	時間窗口內的最大預算字節數
bytes_remaining_	int64_t	當前剩余預算字節數，可為負（表示超支）
can_build_up_underuse_	bool	是否允許未使用的預算累積到下一個周期

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四、核心方法詳解

1. 構造函數

IntervalBudget(int initial_target_rate_kbps, bool can_build_up_underuse): bytes_remaining_(0), can_build_up_underuse_(can_build_up_underuse) {set_target_rate_kbps(initial_target_rate_kbps);
}

2.?set_target_rate_kbps

void IntervalBudget::set_target_rate_kbps(int target_rate_kbps) {target_rate_kbps_ = target_rate_kbps;max_bytes_in_budget_ = (kWindowMs * target_rate_kbps_) / 8;bytes_remaining_ = std::min(std::max(-max_bytes_in_budget_, bytes_remaining_),max_bytes_in_budget_);
}

功能：設置目標比特率，并重新計算最大預算，同時限制當前剩余預算在合理范圍內。

3.?IncreaseBudget

void IntervalBudget::IncreaseBudget(int64_t delta_time_ms) {int64_t bytes = target_rate_kbps_ * delta_time_ms / 8;if (bytes_remaining_ < 0 || can_build_up_underuse_) {bytes_remaining_ = std::min(bytes_remaining_ + bytes, max_bytes_in_budget_);} else {bytes_remaining_ = std::min(bytes, max_bytes_in_budget_);}
}

功能：根據時間差增加預算。若允許累積或之前超支，則累加；否則重置為本周期預算。

4.?UseBudget

void IntervalBudget::UseBudget(size_t bytes) {bytes_remaining_ = std::max(bytes_remaining_ - static_cast<int>(bytes),-max_bytes_in_budget_);
}

功能：使用預算，扣除相應字節數，防止超支過多。

5.?bytes_remaining

size_t IntervalBudget::bytes_remaining() const {return rtc::saturated_cast<size_t>(std::max<int64_t>(0, bytes_remaining_));
}

功能：返回非負的剩余預算（超支時返回0）。

6.?budget_ratio

double IntervalBudget::budget_ratio() const {if (max_bytes_in_budget_ == 0)return 0.0;return static_cast<double>(bytes_remaining_) / max_bytes_in_budget_;
}

功能：返回當前預算比率（剩余預算 / 最大預算），用于判斷當前負載情況。

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五、設計亮點

1. 支持兩種預算模式：

   • 可累積模式（can_build_up_underuse_ = true）：允許未使用的預算累積到下一周期；

   • 非累積模式：每個周期預算獨立，不累積。

2. 防溢出與飽和處理：

   • 使用?std::min?/?std::max?限制預算范圍；

   • bytes_remaining()?返回非負值，避免負數引起誤解。

3. 靈活的預算調整：

   • 支持動態調整目標碼率，自動重新計算最大預算；

   • 支持負預算（超支），但限制在一定范圍內。

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六、典型工作流程

1. 初始化?IntervalBudget，設置初始目標碼率和是否允許累積；

2. 每隔一段時間調用?IncreaseBudget(delta_time_ms)?增加預算；

3. 發送數據時調用?UseBudget(bytes)?扣除預算；

4. 通過?bytes_remaining()?或?budget_ratio()?查詢當前預算狀態；

5. 可根據網絡狀態動態調用?set_target_rate_kbps()?調整目標碼率。

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注釋精要

interval_budget.h

// 帶寬預算管理器，基于時間窗口（500ms）和目標碼率進行預算控制
class IntervalBudget {public:explicit IntervalBudget(int initial_target_rate_kbps);IntervalBudget(int initial_target_rate_kbps, bool can_build_up_underuse);void set_target_rate_kbps(int target_rate_kbps);  // 設置目標碼率（kbps）void IncreaseBudget(int64_t delta_time_ms);  // 增加預算，delta_time_ms 為時間差（毫秒）void UseBudget(size_t bytes);                 // 使用預算，bytes 為使用的字節數size_t bytes_remaining() const;               // 獲取當前剩余預算（非負）double budget_ratio() const;                  // 獲取預算比率（剩余預算/最大預算）int target_rate_kbps() const;                 // 獲取當前目標碼率private:int target_rate_kbps_;        // 目標碼率（kbps）int64_t max_bytes_in_budget_; // 最大預算字節數（500ms窗口）int64_t bytes_remaining_;     // 當前剩余預算字節數（可為負）bool can_build_up_underuse_;  // 是否允許未使用的預算累積
};

interval_budget.cc

void IntervalBudget::IncreaseBudget(int64_t delta_time_ms) {int64_t bytes = target_rate_kbps_ * delta_time_ms / 8; // 計算應增加的字節數if (bytes_remaining_ < 0 || can_build_up_underuse_) {// 若當前超支或允許累積，則累加預算（不超過最大值）bytes_remaining_ = std::min(bytes_remaining_ + bytes, max_bytes_in_budget_);} else {// 否則，本周期的預算不超過當前時間窗口內的最大值bytes_remaining_ = std::min(bytes, max_bytes_in_budget_);}
}

IntervalBudget類在WebRTC中負責基于時間窗口的帶寬預算管理，用于控制數據發送速率不超過設定的目標比特率。它通過500ms時間窗口將目標碼率轉換為字節預算，隨時間推移累積預算，發送數據時扣除相應字節數。該類支持兩種模式：可累積未使用預算或每周期獨立預算，為擁塞控制和碼率自適應算法提供關鍵的發送速率狀態信息，確保網絡流量平穩且避免擁塞，是pacing模塊和擁塞控制系統的重要組成部分。