最近在作RTMP直播，相关内容能够查看往期的文章。那么功能完成好了以后，才发现最难的一个问题还在后面，那就是RTMP的延迟如何下降？缓存
在具体分析前，首先咱们先要理清思路，若是是一个RTMP推拉流的过程：微信
那么针对这个流程，咱们能够看出主要的延迟只会在这三个地方发生，那么咱们来分析哪些地方可能形成延迟变大。网络
推流端并发
对于一个推流端，首先涉及到的就是编码，也就是对视频流进行封装。这里涉及到一个重要的概念GOP，指的是视频中两个I帧的间隔。那么咱们先了解一下视频编码中的I帧、B帧和P帧。
性能
I帧、B帧、P帧动画
咱们知道视频或者说是动画利用的是人眼的视觉残留的原理，经过一系列的图片，达成动画的效果。因此视频传输本质上也是传输了一帧帧的画面数据。ui
那么若是咱们每一帧的画面都是完整的画面，大概须要多少数据呢？咱们假设咱们呢传输的是1080P的8bit图组成的视频，那么每一帧就是1920x1080x8x3=49766400bit,也就是47.46MB，那么若是视频帧率是30Hz，那么每秒也就是1423.82MB。也就是在这种状况下，咱们每秒传输的数据就是1.39MB。这个数据量其实在不少状况下是比较大的，试想若是观看这样的视频10分钟，那么流量就是834MB。
编码
为了解决这个问题，目前视频传输和保存都采用了视频压缩技术，好比H.264。在这种技术下，编码器将图片分红三种，也就是I帧、B帧和P帧：spa
I帧：也就是关键帧（Intra-coded picture 内部编码帧），指的是完整的画面，在这个帧中，有着完整的画面信息。.net
B帧：双向内插帧（Bidirectional predicted picture 双向参考帧），这个画面是不完整的，若是想要依靠这个画面获得完整的画面信息，那么就须要参考前一帧和后一帧。这个是包含画面信息最少的帧。
P帧：前向预测帧（Predicted picture 预测帧），这个画面也是不完整的，若是想要依靠这个画面获得完整的画面信息，须要参考前一帧。
而视频编码就是生产一个个GOP（Group of Picture），也就是包含一个关键帧I帧的一组图片。而GOP长度就是两个I帧的距离。那么GOP对延迟有什么影响呢？由于GOP的存在，致使播放端的视频解码器须要拿到关键帧才能解码，若是一开始拿不到关键帧，那么解码器只能等待，这时就会出现黑屏，一直等到关键帧的到来。而这个最长时间是多少呢？就是一个GOP的长度。
因此为了防止黑屏的出现，不少时候服务端都会缓存前一个GOP，这就致使客户端始终从前一个I帧播放，那么延迟至少是一个GOP的长度。这时不少朋友确定会想那么咱们就减小GOP的长度不就能够了么？这个想法的确是对的，不少实时性要求很高的地方就是这么作的，之因此不是全部场景都这么作，是由于GOP过低会致使编码率压缩率变低，图像质量也没有那么好。
缓存
由于RTMP是基于TCP的，因此存在累积延迟的问题，也就是在网络条件很差的时候 ，为了保证传输的可靠性，会将失败的包保存起来，等待网络条件好的时候一并发出。可是对于直播来讲，这样无疑增长了延迟，若是网络波动较大，那么缓存反而是有害的，因此通常来讲都会将推流端的缓存设置到尽量的小。
RTMP服务端
对于服务端来讲，须要考虑的首先和上面同样，也就是缓存，若是是低延时要求，那么首先服务端的缓存也不能设计过大。那么除了缓存服务端还须要考虑上面呢？
Merged-Read
RTMP的读效率很是低，首先要先读一个字节，判断是哪一个chunk，而后读取header，再读取payload。因此通常为了提升性能，服务端会采用merged-read,也就是一次读取几毫秒的数据，进行一次读取。这样的坏处就是服务端至少要接受到这么多数据才能进行读取，而这个就是延迟的大小。因此若是是低延时的场景，那么就须要关闭这个功能，让服务端每次收到一个包就解析。
Merged-Write
一样，服务端为了提供效率，也会进行merged-write,也就是一次发送几毫秒的数据到客户端，这个一样也会致使延迟。好处是能够支持的客户端会变多。因此在低延迟的场景中咱们须要根据要求进行权衡，将这个设置到较小的值。
GOP
结果推流端的内容，服务端应当关闭GOP缓存，不缓存前一个GOP。
累积延迟
一样，由于拉流端可能采用RTMP或者HTTP-FLV，也都是基于TCP的，因此会存在累积延迟，处理这个问题的解决方法就是减小缓存区的大小，若是发现太多的缓存就丢弃。
拉流端
拉流端要考虑的其实就是一个，那就是缓存的设置以及缓存的策略。这里由于不是专业的，只能说一下思路，就是获取缓存的长度和当前播放的位置，而后二者的差就是具体的延迟。因此须要设置个阈值，当大于这个值时，就进行动态的快进。这样就能够达到无感知的延迟缩小。
总结
经过上面分析，咱们能够看出，RTMP中的延迟是没法避免的问题，咱们能作的就是尽可能根据需求来权衡延迟和性能。而这里面最重要的就是缓存，缓存的好处就是稳定，可是它的坏处也很明显，那就是带来延迟的增长。
本文分享自微信公众号 - 雨夜随笔（yuye_suibi）。
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