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基于liveMedia的RTSP/RTP编程

2012年4月23日
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liveMedia项目的源代码包括四个基本的库,各种测试代码以及IVE555 Media Server。
四个基本的库分别是UsageEnvironment&TaskScheduler,groupsock,liveMedia,BasicUsageEnvironment。
UsageEnvironment 和TaskScheduler类用于事件的调度,实现异步读取事件的句柄的设置以及错误信息的输出。另外,还有一个HashTable类定义了一个通用的 hash表,其它代码要用到这个表。这些都是抽象类,在应用程序中基于这些类实现自己的子类。
groupsock类是对网络接口的封装,用于收发数据包。正如名字本身,Groupsock主要是面向多播数据的收发的,它也同时支持单播数据的收发。Groupsock定义了两个构造函数
    Groupsock(UsageEnvironment& env, struct in_addr const& groupAddr,
              Port port, u_int8_t ttl);
    Groupsock(UsageEnvironment& env, struct in_addr const& groupAddr,
              struct in_addr const& sourceFilterAddr,
              Port port);
前 者是用于SIM(source-independent multicast)组,后者用于SSM(source-specific multicast)组。groupsock库中的Helper例程提供了读写socket等函数,并且屏蔽了不同的操作系统之间的区别,这是在 GroupsockHelper.cpp文件中实现的。
liveMedia库中有一系列类,基类是Medium,这些类针对不同的流媒体类型和编码。
各种测试代码在testProgram目录下,比如openRTSP等,这些代码有助于理解liveMedia的应用。
LIVE555 Media Server是一个纯粹的RTSP服务器。支持多种格式的媒体文件:
      * TS流文件,扩展名ts。
      * PS流文件,扩展名mpg。
      * MPEG-4视频基本流文件,扩展名m4e。
      * MP3文件,扩展名mp3。
      * WAV文件(PCM),扩展名wav。
      * AMR音频文件,扩展名.amr。
      * AAC文件,ADTS格式,扩展名aac。 
用live555开发应用程序
基 于liveMedia的程序,需要通过继承UsageEnvironment抽象类和TaskScheduler抽象类,定义相应的类来处理事件调度,数 据读写以及错误处理。live项目的源代码里有这些类的一个实现,这就是“BasicUsageEnvironment”库。 BasicUsageEnvironment主要是针对简单的控制台应用程序,利用select实现事件获取和处理。这个库利用Unix或者 Windows的控制台作为输入输出,处于应用程序原形或者调试的目的,可以用这个库用户可以开发传统的运行与控制台的应用。 
通过使 用自定义的“UsageEnvironment”和“TaskScheduler”抽象类的子类,这些应用程序就可以在特定的环境中运行,不需要做过多的 修改。需要指出的是在图形环境(GUI toolkit)下,抽象类 TaskScheduler 的子类在实现 doEventLoop()的时候应该与图形环境自己的事件处理框架集成。
先来熟悉在liveMedia库中Source,Sink以及 Filter等概念。Sink就是消费数据的对象,比如把接收到的数据存储到文件,这个文件就是一个Sink。Source就是生产数据的对象,比如通过 RTP读取数据。数据流经过多个’source’和’sink’s,下面是一个示例:
      ‘source1’ -> ‘source2’ (a filter) -> ‘source3’ (a filter) -> ‘sink’
从其它Source接收数据的source也叫做"filters"。Module是一个sink或者一个filter。
数据接收的终点是Sink类,MediaSink是所有Sink类的基类。MediaSink的定义如下:
class MediaSink: public Medium {
public:
    static Boolean lookupByName(UsageEnvironment& env, char const* sinkName,
                                MediaSink*& resultSink);
    typedef void (afterPlayingFunc)(void* clientData);
    Boolean startPlaying(MediaSource& source,
                         afterPlayingFunc* afterFunc,
                         void* afterClientData);
    virtual void stopPlaying();
    // Test for specific types of sink:
    virtual Boolean isRTPSink() const;
    FramedSource* source() const {return fSource;}
protected:
    MediaSink(UsageEnvironment& env); // abstract base class
    virtual ~MediaSink();
    virtual Boolean sourceIsCompatibleWithUs(MediaSource& source);
        // called by startPlaying()
    virtual Boolean continuePlaying() = 0;
        // called by startPlaying()
    static void onSourceClosure(void* clientData);
        // should be called (on ourselves) by continuePlaying() when it
        // discovers that the source we’re playing from has closed.
    FramedSource* fSource;
private:
    // redefined virtual functions:
    virtual Boolean isSink() const;
private:
    // The following fields are used when we’re being played:
    afterPlayingFunc* fAfterFunc;
    void* fAfterClientData;
};
Sink 类实现对数据的处理是通过实现纯虚函数continuePlaying(),通常情况下continuePlaying调用 fSource->getNextFrame来为Source设置数据缓冲区,处理数据的回调函数等,fSource是MediaSink的类型为 FramedSource*的类成员;
基于liveMedia的应用程序的控制流程如下:
应用程序是事件驱动的,使用如下方式的循环
      while (1) {
          通过查找读网络句柄的列表和延迟队列(delay queue)来发现需要完成的任务
          完成这个任务
      }
对于每个sink,在进入这个循环之前,应用程序通常调用下面的方法来启动需要做的生成任务:
      someSinkObject->startPlaying();
任何时候,一个Module需要获取数据都通过调用刚好在它之前的那个Module的FramedSource::getNextFrame()方法。这是通过纯虚函数FramedSource:doGetNextFrame()实现的,每一个Source module都有相应的实现。
Each ‘source’ module’s implementation of "doGetNextFrame()" works by arranging for an ‘after getting’ function to be called (from an event handler) when new data becomes available for the caller.
注意,任何应用程序都要处理从’sources’到’sinks’的数据流,但是并非每个这样的数据流都与从网络接口收发数据相对应。
比 如,一个服务器应用程序发送RTP数据包的时候用到一个或多个"RTPSink" modules。这些"RTPSink" modules以别的方式接收数据,通常是文件 "*Source" modules (e.g., to read data from a file), and, as a side effect, transmit RTP packets. 
一个简单的RTSP客户端程序
在另一个文章里,给出了这个简单的客户端的程序的代码,可以通过修改Makefile来裁剪liveMedia,使得这个客户端最小化。此客户端已经正常运行。
首先是OPTION
然后是DESCRIBE
      建立Media Session,调用的函数是 MediaSession::createNew,在文件liveMedia/MediaSession.cpp中实现。
      为这个Media Session建立RTPSource,这是通过调用 MediaSubsession::initiate来实现的的,这个方法在liveMedia/MediaSession.cpp中实现。
在然后是SETUP
最后是PLAY
rtp数据的句柄:MultiFramedRTPSource::networkReadHandler 在liveMedia/MultiFramedRTPSource.cpp中
rtcp数据处理的句柄:RTCPInstance::incomingReportHandler 在liveMedia/RTCP.cpp中
rtp 数据处理的句柄的设置:MultiFramedRTPSource:doGetNextFrame 在liveMedia/MultiFramedRTPSource.cpp中, 被FileSink::continuePlaying调用在FileSink.cpp中.
rtcp数据处理的句柄设置fRTCPInstance = RTCPInstance::createNew 在/liveMedia/MediaSession.cpp中调用,
createNew调用了构造函数RTCPInstance::RTCPInstance,这个构造函数有如下调用
TaskScheduler::BackgroundHandlerProc* handler = (TaskScheduler::BackgroundHandlerProc*)&incomingReportHandler; 

*********************************************************************************************************************
通过分析live库提供的例子程序OpenRTSP,可以清晰地了解客户端接收来自网络上媒体数据的过程。注意,RTP协议和RTCP协议接收的数据分别是 视音频数据和发送/接收状况的相关信息,其中,RTP协议只负责接收数据,而RTCP协议除了接收服务器的消息之外,还要向服务器反馈。
A.        main函数流程
main(int argc,char *argv[])
{
1.            创建BasicTaskScheduler对象
2.            创建BisicUsageEnvironment对象
3.            分析argv参数,(最简单的用法是:openRTSP rtsp://172.16.24.240/mpeg4video.mp4)以便在下面设置一些相关参数
4.            创建RTSPClient对象
5.            由RTSPClient对象向服务器发送OPTION消息并接受回应
6.            产生SDPDescription字符串(由RTSPClient对象向服务器发送DESCRIBE消息并接受回应,根据回应的信息产生SDPDescription字符串,其中包括视音频数据的协议和解码器类型)
7.            创建MediaSession对象(根据SDPDescription在MediaSession中创建和初始化MediaSubSession子会话对象)
8.            while循环中配置所有子会话对象(为每个子会话创建RTPSource和RTCPInstance对象,并创建两个GroupSock对象,分别对应 RTPSource和RTCPInstance对象,把在每个GroupSock对象中创建的socket描述符置入 BasicTaskScheduler::fReadSet中,RTPSource对象的创建的依据是SDPDescription,例如对于MPEG4 文件来说,视音频RTPSource分别对应MPEG4ESVideoRTPSource和MPEG4GenericRTPSource对象。 RTCPInstance对象在构造函数中完成将Socket描述符、处理接收RTCP数据的函数 (RTCPInstance::incomingReportHandler)以及RTCPInstance本身三者绑定在一个 HandlerDescriptor对象中,并置入BasicTaskScheduler::fReadHandler中。完成绑定后会向服务器发送一条 消息。)
9.            由RTSPClient对象向服务器发送SETUP消息并接受回应。
10.        while循环中为每个子会话创建接收器(FileSink对象),在FileSink对象中根据子会话的codec等属性缺省产生记录视音频数据的文件 名,视音频文件名分别为:video-MP4V-ES-1和audio-MPEG4-GENERIC-2,无后缀名
11.        while循环中为每个子会话的视音频数据装配相应的接收函数,将每个子会话中的RTPSource中的GroupSock对象中的SOCKET描述符, 置入BasicTaskScheduler::fReadSet中,并将描述符、处理接收RTP数据的函数 (MultiFramedRTPSource::networkReadHandler)以及RTPSource本身三者绑定在一个 HandlerDescriptor对象中,并置入BasicTaskScheduler::fReadHandler中,并将FileSink的缓冲区 和包含写入文件操作的一个函数指针配置给RTPSource对象,这个缓冲区将会在networkReadHandler中接收来自网络的视音频数据(分 析和去掉RTP包头的工作由RTPSource完成),而这个函数指针在networkReadHandler中被调用以完成将缓冲区中的数据写入文件。
12.        由RTSPClient对象向服务器发送PLAY消息并接受回应。
13.        进入while循环,调用BasicTaskScheduler::SingleStep()函数接受数据,直到服务器发送TREADOWN消息给客户端,客户端接收到该消息后释放资源,程序退出。

}

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cc、gcc、g++、CC的区别概括

2012年4月10日
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      gcc是C编译器;g++是C++编译器;linux下cc一般是一个符号连接,指向gcc;gcc和g++都是GUN(组织)的编译器。而CC则一般是makefile里面的一个名字,即宏定义,嘿,因为Linux/Unix都是大小写敏感的系统,这点一定要注意。

cc是Unix系统的C Compiler,而gcc则是GNU Compiler Collection,GNU编译器套装。gcc原名为Gun C语言编译器,因为它原本只能处理C语言,但gcc很快地扩展,包含很多编译器(C、C++、Objective-C、Ada、Fortran、Java)。因此,它们是不一样的,一个是古老的C编译器,一个是GNU编译器集合,gcc里面的C编译器比cc强大多了,因此没必要用cc。

下载不到cc的原因在于:cc来自于昂贵的Unix系统,cc是商业软件。

Linux下的cc是gcc符号连接,可以通过$ls –l /usr/bin/cc来简单察看,该变量是make程序的内建变量,默认指向gcc。cc符号链接和变量存在的意义在于源码的移植性,可以方便的用gcc来编译老的用cc编译的Unix软件,甚至连makefile都不用改在,而且也便于Linux程序在Unix下编译。

 

误区一:gcc只能编译C代码,g++只能编译C++代码。

两者都可以,但请注意:

(1)后缀为.c的,gcc把它当作是C程序,而g++当作是c++程序;后缀为.cpp的,两者都会认为是C++程序,注意,虽然C++是C的超集,但是两者对语法的要求是有区别的。C++的语法规则更加严谨一些。

(2)编译阶段,g++会调用gcc,对于C++代码,两者是等价的,但是因为gcc命令不能自动和C++程序使用的库联接,所以通常用g++来完成链接,为了统一起见,干脆编译/链接统统用g++了,这就给人一种错觉,好像cpp程序只能用g++似的。

 

误区二:gcc不会定义__cplusplus宏,而g++会

实际上,这个宏只是标志着编译器将会把代码按C还是C++语法来解释,如上所述,如果后缀为.c,并且采用gcc编译器,则该宏就是未定义的,否则,就是已定义。

 

误区三:编译只能用gcc,链接只能用g++

严格来说,这句话不算错误,但是它混淆了概念,应该这样说:编译可以用gcc/g++,而链接可以用g++或者gcc -lstdc++。因为gcc命令不能自动和C++程序使用的库联接,所以通常使用g++来完成联接。但在编译阶段,g++会自动调用gcc,二者等价。

 

C++的编译器肯定可以编译C的代码,注意除了C++对C的语法扩充之外,编译和链接C和C++的标准库通常也不一样呢,用gcc而非g++也编译了C++的程序就证明了这一点。

 

注:符号链接是一种特殊类型的文件,它的内容只是一个字符串。它可能指向一个存在的文件也可能什么都不指向。当您在命令行或程序里提到符号链接的时候,您实际上进入了它指向的文件,前提是这个文件是存在的。

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