live555源代码分析

live555源代码分析

源代码下载（VC6工程）:http://download.csdn.net/detail/leixiaohua1020/6374387

liveMedia 项目(http://www.live555.com/)的源代码包括四个基本的库，各类测试代码以及
Media Server。四个基本的库分别是: UsageEnvironment&TaskScheduler, groupsock, liveMedia
和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来实现本身的子类。
groupsock 类是对网络接口的封装，用于收发数据包。正如名字自己，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。
liveMedia 库中有一系列类，基类是Medium，这些类针对不一样的流媒体类型和编码。
各类测试代码在testProgram 目录下，好比openRTSP 等，这些代码有助于理解liveMedia 的
应用。
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，须要经过继承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
一个基本实现，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
控制台做为输入输出，处于应用程序原形或者调试的目的，能够用这个库用户能够开发传统
的运行与控制台的应用。
经过使用自定义的“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， 不须要作过多的修改。须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本身的事件
处理框架集成。
基本概念
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
如经过RTP 读取数据。数据流通过多个'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 也叫作"filters"。Module 是一个sink 或者一个filter。数据
接收的终点是Sink 类，MediaSink 是全部Sink 类的基类。Sink 类实现对数据的处理是经过
实现纯虚函数continuePlaying()，一般状况下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。
基本控制流程
基于liveMedia 的应用程序的控制流程以下:
应用程序是事件驱动的，使用以下方式的循环
while (1) {
经过查找读网络句柄的列表和延迟队列（delay queue）来发现须要完成的任务
完成这个任务
}
对于每一个sink，在进入这个循环以前，应用程序一般调用下面的方法来启动须要作的生成任
务： someSinkObject->startPlaying()。任什么时候候，一个Module 须要获取数据都经过调用刚
好在它以前的那个Module 的FramedSource::getNextFrame() 方法。这是经过纯虚函数
FramedSource::doGetNextFrame() 实现的，每个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.
Note that the flow of data from 'sources' to 'sinks' happens within each application, and doesn't
necessarily correspond to the sending or receiving of network packets. For example, a server
application (such as "testMP3Streamer") that sends RTP packets will do so using one or more
"RTPSink" modules. These "RTPSink" modules receive data from other, "*Source" modules (e.g.,
to read data from a file), and, as a side effect, transmit RTP packets.
live555代码解读之一：RTSP 链接的创建过程
RTSPServer 类用于构建一个RTSP 服务器，该类同时在其内部定义了一个RTSPClientSession
类，用于处理单独的客户会话。
首先建立RTSP 服务器( 具体实现类是DynamicRTSPServer) ， 在建立过程当中， 先创建
Socket(ourSocket) 在TCP 的554 端口进行监听， 而后把链接处理函数句柄
(RTSPServer::incomingConnectionHandler)和socket 句柄传给任务调度器(taskScheduler)。
任务调度器把socket 句柄放入后面select 调用中用到的socket 句柄集(fReadSet)中，同时将
socket 句柄和incomingConnectionHandler 句柄关联起来。接着，主程序开始进入任务调度器
的主循环（doEventLoop），在主循环中调用系统函数select 阻塞，等待网络链接。
当RTSP 客户端输入(rtsp://192.168.1.109/1.mpg)链接服务器时，select 返回对应的scoket，进
而根据前面保存的对应关系， 可找到对应处理函数句柄， 这里就是前面提到的
incomingConnectionHandler 了。在incomingConnectionHandler 中建立了RTSPClientSession，
开始对这个客户端的会话进行处理。
live555代码解读之二：DESCRIBE 请求消息处理过程
RTSP 服务器收到客户端的DESCRIBE 请求后，根据请求URL(rtsp://192.168.1.109/1.mpg)，
找到对应的流媒体资源， 返回响应消息。live555中的ServerMediaSession 类用来处理会话
中描述，它包含多个（音频或视频）的子会话描述(ServerMediaSubsession)。
上节咱们谈到RTSP 服务器收到客户端的链接请求，创建了RTSPClientSession 类，处理单
独的客户会话。在创建RTSPClientSession 的过程当中，将新创建的socket 句柄（clientSocket）
和RTSP 请求处理函数句柄RTSPClientSession::incomingRequestHandler 传给任务调度器，
由任务调度器对二者进行一对一关联。当客户端发出RTSP 请求后，服务器主循环中的select
调用返回，根据socket 句柄找到对应的incomingRequestHandler，开始消息处理。先进行消
息的解析，若是发现请求是DESCRIBE 则进入handleCmd_DESCRIBE 函数。根据客户端请
求URL 的后缀(例如是1.mpg), 调用成员函数DynamicRTSPServer::lookupServerMediaSession
查找对应的流媒体信息ServerMediaSession。若是ServerMediaSession 不存在，可是本地存
在1.mpg 文件，则建立一个新的ServerMediaSession。在建立ServerMediaSession 过程当中，
根据文件后缀.mpg，建立媒体MPEG-1or2的解复用器(MPEG1or2FileServerDemux)。再由
MPEG1or2FileServerDemux 建立一个子会话描述
MPEG1or2DemuxedServerMediaSubsession。最后由ServerMediaSession 完成组装响应消息中
的SDP 信息（SDP 组装过程见下面的描述），而后将响应消息发给客户端，完成一次消息
交互。
SDP 消息组装过程：
ServerMediaSession 负责产生会话公共描述信息， 子会话描述由
MPEG1or2DemuxedServerMediaSubsession 产生。MPEG1or2DemuxedServerMediaSubsession
在其父类成员函数OnDemandServerMediaSubsession::sdpLines()中生成会话描述信息。在
sdpLines() 实现里面， 建立一个虚构(dummy) 的FramedSource( 具体实现类为
MPEG1or2AudioStreamFramer 和MPEG1or2VideoStreamFramer)和RTPSink（具体实现类为
MPEG1or2AudioRTPSink 和MPEG1or2VideoRTPSink ） ， 最后调用
setSDPLinesFromRTPSink(...)成员函数生成子会话描述。
以上涉及到的类以及继承关系：
Medium <- ServerMediaSession
Medium <- ServerMediaSubsession <- OnDemandServerMediaSubsession <-
MPEG1or2DemuxedServerMediaSubsession
Medium <- MediaSource <- FramedSouse <- FramedFileSource <- ByteStreamFileSource
Medium <- MediaSource <- FramedSouse <- MPEG1or2DemuxedElementaryStream
Medium <- MPEG1or2FileServerDemux
Medium <- MPEG1or2Demux
Medium <- MediaSource <- FramedSouse <- MPEG1or2DemuxedElementaryStream
Medium <- MediaSource <- FramedSouse <- FramedFilter <- MPEGVideoStreamFramer <-
MPEG1or2VideoStreamFramer
Medium <- MediaSink <- RTPSink <- MultiFramedRTPSink <- VideoRTPSink <-
MPEG1or2VideoRTPSink
live555代码解读之三：SETUP 和PLAY 请求消息处理过程
前面已经提到RTSPClientSession 类， 用于处理单独的客户会话。其类成员函数
handleCmd_SETUP()处理客户端的SETUP 请求。调用parseTransportHeader()对SETUP 请
求的传输头解析，调用子会话(这里具体实现类为OnDemandServerMediaSubsession)的
getStreamParameters()函数获取流媒体发送传输参数。将这些参数组装成响应消息，返回给
客户端。
获取发送传输参数的过程： 调用子会话( 具体实现类
MPEG1or2DemuxedServerMediaSubsession) 的createNewStreamSource(...) 建立
MPEG1or2VideoStreamFramer，选择发送传输参数，并调用子会话的createNewRTPSink(...)
建立MPEG1or2VideoRTPSink。同时将这些信息保存在StreamState 类对象中，用于记录流
的状态。
客户端发送两个SETUP 请求，分别用于创建音频和视频的RTP 接收。
PLAY 请求消息处理过程
RTSPClientSession 类成员函数handleCmd_PLAY()处理客户端的播放请求。首先调用子会话
的startStream(), 内部调用MediaSink::startPlaying(...) ， 而后是
MultiFramedRTPSink::continuePlaying() ， 接着调用
MultiFramedRTPSink::buildAndSendPacket(...)。buildAndSendPacke 内部先设置RTP 包头，内
部再调用MultiFramedRTPSink::packFrame()填充编码帧数据。
packFrame 内部经过FramedSource::getNextFrame(), 接着
MPEGVideoStreamFramer::doGetNextFrame() ， 再接着通过
MPEGVideoStreamFramer::continueReadProcessing() ， FramedSource::afterGetting(...),
MultiFramedRTPSink::afterGettingFrame(...), MultiFramedRTPSink::afterGettingFrame1(...) 等
一系列繁琐调用，最后到了MultiFramedRTPSink::sendPacketIfNecessary(), 这里才真正发送
RTP 数据包。而后是计算下一个数据包发送时间，把MultiFramedRTPSink::sendNext(...)函数
句柄传给任务调度器， 做为一个延时事件调度。在主循环中， 当
MultiFramedRTPSink::sendNext() 被调度时， 又开始调用
MultiFramedRTPSink::buildAndSendPacket(...)开始新的发送数据过程，这样客户端能够源源
不断的收到服务器传来的RTP 包了。
发送RTP 数据包的间隔计算方法：
Update the time at which the next packet should be sent, based on the duration of the frame that
we just packed into it.
涉及到一些类有：
MPEGVideoStreamFramer: A filter that breaks up an MPEG video elementary stream into headers
and frames
MPEG1or2VideoStreamFramer: A filter that breaks up an MPEG 1 or 2 video elementary stream
into frames for: Video_Sequence_Header, GOP_Header, Picture_Header
MPEG1or2DemuxedElementaryStream: A MPEG 1 or 2 Elementary Stream, demultiplexed from
a Program Stream
MPEG1or2Demux: Demultiplexer for a MPEG 1 or 2 Program Stream
ByteStreamFileSource: A file source that is a plain byte stream (rather than frames)
MPEGProgramStreamParser: Class for parsing MPEG program stream
StreamParser: Abstract class for parsing a byte stream
StreamState：A class that represents the state of an ongoing stream

rtsp 简介(ZT)
Real Time Streaming Protocol 或者RTSP（实时流媒体协议），是由Real network 和Netscape
共同提出的如何有效地在IP 网络上传输流媒体数据的应用层协议。RTSP 提供一种可扩展的
框架，使可以提供能控制的，按需传输实时数据，好比音频和视频文件。源数据能够包括现
场数据的反馈和存贮的文件。rtsp 对流媒体提供了诸如暂停，快进等控制，而它自己并不传
输数据，rtsp 做用至关于流媒体服务器的远程控制。传输数据能够经过传输层的tcp，udp
协议，rtsp 也提供了基于rtp 传输机制的一些有效的方法。
RTSP 消息格式:
RTSP 的消息有两大类,一是请求消息(request),一是回应消息(response),两种
消息的格式不一样.

请求消息:
方法URI RTSP 版本CR LF
消息头CR LF CR LF
消息体CR LF
其中方法包括OPTION 回应中全部的命令,URI 是接受方的地址,例如
:rtsp://192.168.20.136
RTSP 版本通常都是RTSP/1.0.每行后面的CR LF 表示回车换行，须要接受端有相应的解
析，最后一个消息头须要有两个CR LF

回应消息:
RTSP 版本状态码解释CR LF
消息头CR LF CR LF
消息体CR LF
其中RTSP 版本通常都是RTSP/1.0,状态码是一个数值,200表示成功,解释是与状态码对应
的文本解释.

简单的rtsp 交互过程:
C 表示rtsp 客户端,S 表示rtsp 服务端

1.C->S:OPTION request //询问S 有哪些方法可用
1.S->C:OPTION response //S 回应信息中包括提供的全部可用方法
2.C->S:DESCRIBE request //要求获得S 提供的媒体初始化描述信息
2.S->C:DESCRIBE response //S 回应媒体初始化描述信息，主要是sdp
3.C->S:SETUP request //设置会话的属性，以及传输模式，提醒S 创建会
话
3.S->C:SETUP response //S 创建会话，返回会话标识符，以及会话相关信息
4.C->S:PLAY request //C 请求播放
4.S->C:PLAY response //S 回应该请求的信息
S->C:发送流媒体数据
5.C->S:TEARDOWN request //C 请求关闭会话
5.S->C:TEARDOWN response //S 回应该请求

上述的过程是标准的、友好的rtsp 流程，但实际的需求中并不必定循序渐进来。
其中第3和4步是必需的！第一步，只要服务器客户端约定好，有哪些方法可用，则
option 请求能够不要。第二步，若是咱们有其余途径获得媒体初始化描述信息（好比
http 请求等等），则咱们也不须要经过rtsp 中的describe 请求来完成。第五步，能够根
据系统需求的设计来决定是否须要。
rtsp 中经常使用方法:
1.OPTION
目的是获得服务器提供的可用方法:
OPTIONS rtsp://192.168.20.136:5000/xxx666 RTSP/1.0
CSeq: 1 //每一个消息都有序号来标记，第一个包一般是option 请求消息
User-Agent: VLC media player (LIVE555 Streaming Media v2005.11.10)
服务器的回应信息包括提供的一些方法,例如:
RTSP/1.0 200 OK
Server: UServer 0.9.7_rc1
Cseq: 1 //每一个回应消息的cseq 数值和请求消息的cseq 相对应
Public: OPTIONS, DESCRIBE, SETUP, TEARDOWN, PLAY, PAUSE, SCALE,
GET_PARAMETER //服务器提供的可用的方法
2.DESCRIBE
C 向S 发起DESCRIBE 请求,为了获得会话描述信息(SDP):
DESCRIBE rtsp://192.168.20.136:5000/xxx666 RTSP/1.0
CSeq: 2
token:
Accept: application/sdp
User-Agent: VLC media player (LIVE555 Streaming Media v2005.11.10)
服务器回应一些对此会话的描述信息(sdp):
RTSP/1.0 200 OK
Server: UServer 0.9.7_rc1
Cseq: 2
x-prev-url: rtsp://192.168.20.136:5000
x-next-url: rtsp://192.168.20.136:5000
x-Accept-Retransmit: our-retransmit
x-Accept-Dynamic-Rate: 1
Cache-Control: must-revalidate
Last-Modified: Fri, 10 Nov 2006 12:34:38 GMT
Date: Fri, 10 Nov 2006 12:34:38 GMT
Expires: Fri, 10 Nov 2006 12:34:38 GMT
Content-Base: rtsp://192.168.20.136:5000/xxx666/
Content-Length: 344
Content-Type: application/sdp
v=0 //如下都是sdp 信息
o=OnewaveUServerNG 1451516402 1025358037 IN IP4 192.168.20.136
s=/xxx666
u=http:///
e=admin@
c=IN IP4 0.0.0.0
t=0 0
a=isma-compliance:1,1.0,1
a=range:npt=0-
m=video 0 RTP/AVP 96 //m 表示媒体描述，下面是对会话中视频通道的媒体描述
a=rtpmap:96 MP4V-ES/90000
a=fmtp:96
profile-level-id=245;config=000001B0F5000001B509000001000000012000C888B0E0E0FA62D
089028307
a=control:trackID=0//trackID＝0表示视频流用的是通道0
3.SETUP
客户端提醒服务器创建会话,并肯定传输模式:
SETUP rtsp://192.168.20.136:5000/xxx666/trackID=0 RTSP/1.0
CSeq: 3
Transport: RTP/AVP/TCP;unicast;interleaved=0-1
User-Agent: VLC media player (LIVE555 Streaming Media v2005.11.10)
//uri 中带有trackID＝0，表示对该通道进行设置。Transport 参数设置了传输模式，包
的结构。接下来的数据包头部第二个字节位置就是interleaved，它的值是每一个通道都
不一样的，trackID＝0的interleaved 值有两个0或1，0表示rtp 包，1表示rtcp 包，接受端
根据interleaved 的值来区别是哪一种数据包。
服务器回应信息:
RTSP/1.0 200 OK
Server: UServer 0.9.7_rc1
Cseq: 3
Session: 6310936469860791894 //服务器回应的会话标识符
Cache-Control: no-cache
Transport: RTP/AVP/TCP;unicast;interleaved=0-1;ssrc=6B8B4567
4.PLAY
客户端发送播放请求:
PLAY rtsp://192.168.20.136:5000/xxx666 RTSP/1.0
CSeq: 4
Session: 6310936469860791894
Range: npt=0.000- //设置播放时间的范围
User-Agent: VLC media player (LIVE555 Streaming Media v2005.11.10)
服务器回应信息:
RTSP/1.0 200 OK
Server: UServer 0.9.7_rc1
Cseq: 4
Session: 6310936469860791894
Range: npt=0.000000-
RTP-Info: url=trackID=0;seq=17040;rtptime=1467265309
//seq 和rtptime 都是rtp 包中的信息
5.TEARDOWN
客户端发起关闭请求:
TEARDOWN rtsp://192.168.20.136:5000/xxx666 RTSP/1.0
CSeq: 5
Session: 6310936469860791894
User-Agent: VLC media player (LIVE555 Streaming Media v2005.11.10)
服务器回应:
RTSP/1.0 200 OK
Server: UServer 0.9.7_rc1
Cseq: 5
Session: 6310936469860791894
Connection: Close
以上方法都是交互过程当中最为经常使用的,其它还有一些重要的方法如
get/set_parameter,pause,redirect 等等
ps:
sdp 的格式

v=<version>
o=<username> <session id> <version> <network type> <address type> <address>
s=<session name>
i=<session description>
u=<URI>
e=<email address>
p=<phone number>
c=<network type> <address type> <connection address>
b=<modifier>:<bandwidth-value>
t=<start time> <stop time>
r=<repeat interval> <active duration> <list of offsets from start-time>
z=<adjustment time> <offset> <adjustment time> <offset> ....
k=<method>
k=<method>:<encryption key>
a=<attribute>
a=<attribute>:<value>
m=<media> <port> <transport> <fmt list>
v = （协议版本）
o = （全部者/建立者和会话标识符）
s = （会话名称）
i = * （会话信息）
u = * （URI 描述）
e = * （Email 地址）
p = * （电话号码）
c = * （链接信息）
b = * （带宽信息）
z = * （时间区域调整）
k = * （加密密钥）
a = * （0 个或多个会话属性行）
时间描述：
t = （会话活动时间）
r = * （0或屡次重复次数）
媒体描述：
m = （媒体名称和传输地址）
i = * （媒体标题）
c = * （链接信息— 若是包含在会话层则该字段可选）
b = * （带宽信息）
k = * （加密密钥）
a = * （0 个或多个媒体属性行）

参考文章：rfc2326（rtsp）；rfc2327（sdp）
RTSP 点播消息流程实例（客户端：VLC， RTSP 服务器：LIVE555 Media Server)
1)C(Client)-> M(Media Server)

OPTIONS rtsp://192.168.1.109/1.mpg RTSP/1.0
CSeq: 1
user-Agent: VLC media player(LIVE555 Streaming Media v2007.02.20)
1)M -> C
RTSP/1.0 200 OK
CSeq: 1
Date: wed, Feb 20 2008 07:13:24 GMT
Public: OPTIONS, DESCRIBE, SETUP, TEARDOWN, PLAY, PAUSE

2)C -> M

DESCRIBE rtsp://192.168.1.109/1.mpg RTSP/1.0
CSeq: 2
Accept: application/sdp
User-Agent: VLC media player(LIVE555 Streaming Media v2007.02.20)

2)M -> C

RTSP/1.0 200 OK
CSeq: 2
Date: wed, Feb 20 2008 07:13:25 GMT
Content-Base: rtsp://192.168.1.109/1.mpg/
Content-type: application/sdp
Content-length: 447
v=0
o =- 2284269756 1 IN IP4 192.168.1.109
s=MPEG-1 or 2 program Stream, streamed by the LIVE555 Media Server
i=1.mpg
t=0 0
a=tool:LIVE555 Streaming Media v2008.02.08
a=type:broadcast
a=control:*
a=range:npt=0-66.181
a=x-qt-text-nam:MPEG-1 or Program Stream, streamed by the LIVE555 Media Server
a=x-qt-text-inf:1.mpg
m=video 0 RTP/AVP 32
c=IN IP4 0.0.0.0
a=control:track1
m=audio 0 RTP/AVP 14
c=IN IP4 0.0.0.0
a=control:track2

3)C -> M

SETUP rtsp://192.168.1.109/1.mpg/track1 RTSP/1.0
CSeq: 3
Transport: RTP/AVP; unicast;client_port=1112-1113
User-Agent: VLC media player(LIVE555 Streaming Media v2007.02.20)

3)M -> C

RTSP/1.0 200 OK
CSeq: 3
Date: wed, Feb 20 2008 07:13:25 GMT
Transport:
RTP/AVP;unicast;destination=192.168.1.222;source=192.168.1.109;client_port=1112-1113;server
_port=6970-6971
Session: 3

4)C -> M

SETUP rtsp://192.168.1.109/1.mpg/track2 RTSP/1.0
CSeq: 4
Transport: RTP/AVP; unicast;client_port=1114-1115
Session: 3
User-Agent: VLC media player(LIVE555 Streaming Media v2007.02.20)

4)M -> C

RTSP/1.0 200 OK
CSeq: 4
Date: wed, Feb 20 2008 07:13:25 GMT
Transport:
RTP/AVP;unicast;destination=192.168.1.222;source=192.168.1.109;client_port=1114-1115;server
_port=6972-6973
Session: 3

5)C -> M

PLAY rtsp://192.168.1.109/1.mpg/ RTSP/1.0
CSeq: 5
Session: 3
Range: npt=0.000-
User-Agent: VLC media player(LIVE555 Streaming Media v2007.02.20)

5)M -> C

RTSP/1.0 200 OK
CSeq: 5
Range: npt=0.000-
Session: 3
RTP-Info:
url=rtsp://192.168.1.109/1.mpg/track1;seq=9200;rtptime=214793785,url=rtsp://192.168.1.109/1.
mpg/track2;seq=12770;rtptime=31721
(开始传输流媒体...)