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标题: 2024年安卓最新视频直播技术大全、直播架构、技术原理和实现思路方案整理， [打印本页]

作者: 来自云龙湖轮廓分明的月亮 时间: 2024-6-10 02:02
标题: 2024年安卓最新视频直播技术大全、直播架构、技术原理和实现思路方案整理，
如何做好口试突击，规划学习方向？

口试题集可以资助你查漏补缺，有方向有针对性的学习，为之后进大厂做准备。但是如果你仅仅是看一遍，而不去学习和深究。那么这份口试题对你的资助会很有限。终极照旧要靠资深技术程度语言。
网上学习 Android的资料一大堆，但如果学到的知识不成体系，碰到问题时只是浅尝辄止，不再深入研究，那么很难做到真正的技术提拔。发起先订定学习筹划，根据学习筹划把知识点关联起来，形成一个体系化的知识体系。
学习方向很容易规划，但是如果只通过碎片化的学习，对自己的提拔是很慢的。
同时我还搜集整理2020年字节跳动，以及腾讯，阿里，华为，小米等公司的口试题，把口试的要求和技术点梳理成一份大而全的“ Android架构师”口试 Xmind（实际上比预期多花了不少精力），包罗知识脉络 + 分支细节。

在搭建这些技术框架的时间，还整理了体系的高级进阶教程，会比自己碎片化学习结果强太多。

网上学习 Android的资料一大堆，但如果学到的知识不成体系，碰到问题时只是浅尝辄止，不再深入研究，那么很难做到真正的技术提拔。盼望这份体系化的技术体系对大家有一个方向参考。
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需要这份体系化学习资料的朋友，可以戳这里获取
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直播App 架构和技术点
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直播APP的业务逻辑不复杂，使用基本的MVC框架即可。

部分Controller的业务逻辑较多，独立的业务可以拆分出去作为一个单独的Catagory；
Model的数据厘革采用event（notification）的形式关照，便于做多处数据绑定；
Model之间的相互独立，如果由业务需要，需要交换Model的数据，由Controller代为处置惩罚；
HTTPService为AFNetworking封装，回调Model以Block块为主，特别的业务逻辑以event（notification）的形式关照；

一个完备直播APP功能
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聊天: 私聊、聊天室、点亮、推送、黑名单等;
礼物: 平凡礼物、豪华礼物、红包、排行榜、第三方充值、内购、礼物动态更新、提现等；
直播列表: 关注、热门、最新、分类直播用户列表等；
自己直播: 录制、推流、解码、播放、美颜、心跳、背景切换、主播对管理员操作、管理员对用户等；
房间逻辑: 创建房间、进入房间、退出房间、关闭房间、切换房间、房间管理员设置、房间用户列表等；
用户逻辑: 平凡登陆、第三方登陆、注册、搜刮、修改个人信息、关注列表、粉丝列表、忘记密码、查察个人信息、收入榜、关注和取关、检索等；
观看直播: 聊天信息、滚屏弹幕、礼物显示、加载界面等；
统计: APP业务统计、第三方统计等；
超管: 禁播、隐藏、考核等；

一个完备直播app实现流程
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1.采集、2.滤镜处置惩罚、3.编码、4.推流、5.CDN分发、6.拉流、7.解码、8.播放、9.聊天互动

了解流媒体（直播需要用到流媒体）
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流媒体开辟:网络层(socket或st)负责传输，协议层(rtmp或hls)负责网络打包，封装层(flv、ts)负责编解码数据的封装，编码层(h.264和aac)负责图像，音频压缩。
帧:每帧代表一幅静止的图像
GOP:（Group of Pictures）画面组，一个GOP就是一组连续的画面，每个画面都是一帧，一个GOP就是很多帧的集合。

☞ 直播的数据，其实是一组图片，包括I帧、P帧、B帧，当用户第一次观看的时间，会寻找I帧，而播放器会到服务器寻找到近来的I帧反馈给用户。因此，GOP Cache增加了端到端耽误，因为它必须要拿到近来的I帧
☞ GOP Cache的长度越长，画面质量越好

码率：图片进行压缩后每秒显示的数据量。
帧率：每秒显示的图片数。影响画面流畅度，与画面流畅度成正比：帧率越大，画面越流畅；帧率越小，画面越有跳动感。

☞ 由于人类眼睛的特别生理结构，如果所看画面之帧率高于16的时间，就会认为是连贯的，此现象称之为视觉暂留。并且当帧速到达肯定命值后，再增长的话，人眼也不容易察觉到有明显的流畅度提拔了。

分辨率：(矩形)图片的长度和宽度，即图片的尺寸
压缩前的每秒数据量:帧率X分辨率(单位应该是若干个字节)
压缩比:压缩前的每秒数据量/码率（对于同一个视频源并采用同一种视频编码算法，则：压缩比越高，画面质量越差。）
视频文件格式：文件的后缀，比如.wmv,.mov,.mp4,.mp3,.avi,

☞ 主要用处，根据文件格式，体系会自动判断用什么软件打开,
注意: 随意修改文件格式，对文件的自己不会造成太大的影响，比如把avi改成mp4,文件照旧avi.

视频封装格式：一种储存视频信息的容器，流式封装可以有TS、FLV等，索引式的封装有MP4,MOV,AVI等，

☞ 主要作用：一个视频文件往往会包罗图像和音频，尚有一些设置信息(如图像和音频的关联，如何解码它们等)：这些内容需要按照肯定的规则构造、封装起来.
☞ 注意：会发现封装格式跟文件格式一样，因为一样寻常视频文件格式的后缀名即采用相应的视频封装格式的名称,以是视频文件格式就是视频封装格式。

视频封装格式和视频压缩编码标准：就好像项目工程和编程语言，封装格式就是一个项目标工程，视频编码方式就是编程语言，一个项目工程可以用差别语言开辟。

直播底子知识介绍
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采集视频、音频

采集视频、音频编码框架：AVFoundation:AVFoundation是用来播放和创建实时的视听媒体数据的框架，同时提供Objective-C接口来操作这些视听数据，比如编辑，旋转，重编码
视频、音频硬件设备

CCD:图像传感器：用于图像采集和处置惩罚的过程，把图像转换成电信号。
拾音器:声音传感器：用于声音采集和处置惩罚的过程，把声音转换成电信号。
音频采样数据:一样寻常都是PCM格式
视频采样数据: 一样寻常都是YUV,或RGB格式，采集到的原始音视频的体积是非常大的，需要颠末压缩技术处置惩罚来提高传输效率

视频处置惩罚（美颜，水印）

视频处置惩罚原理:因为视频终极也是通过GPU，一帧一帧渲染到屏幕上的，以是我们可以利用OpenGL ES，对视频帧进行各种加工，从而视频各种差别的结果，就好像一个水龙头流出的水，颠末若干节管道，然后流向差别的目标
如今的各种美颜和视频添加殊效的app都是利用GPUImage这个框架实现的,.

视频处置惩罚框架

GPUImage : GPUImage是一个基于OpenGL ES的一个强盛的图像/视频处置惩罚框架,封装好了各种滤镜同时也可以编写自定义的滤镜,其自己内置了多达120多种常见的滤镜结果。
OpenGL:OpenGL（全写Open Graphics Library）是个定义了一个跨编程语言、跨平台的编程接口的规格，它用于三维图象（二维的亦可）。OpenGL是个专业的图形程序接口，是一个功能强盛，调用方便的底层图形库。
OpenGL ES:OpenGL ES (OpenGL for Embedded Systems) 是 OpenGL三维图形 API 的子集，针对手机、PDA和游戏主机等嵌入式设备而设计。

视频编码解码框架

FFmpeg:是一个跨平台的开源视频框架,能实现如视频编码,解码,转码,串流,播放等丰富的功能。其支持的视频格式以及播放协议非常丰富,险些包罗了所有音视频编解码、封装格式以及播放协议。

☞ -Libswresample:可以对音频进行重采样,rematrixing 以及转换采样格式等操作。
☞ -Libavcodec:提供了一个通用的编解码框架,包罗了很多视频,音频,字幕流等编码/解码器。
☞ -Libavformat:用于对视频进行封装/解封装。
☞ -Libavutil:包罗一些共用的函数,如随机数生成,数据结构,数学运算等。
☞ -Libpostproc:用于进行视频的一些后期处置惩罚。
☞ -Libswscale:用于视频图像缩放,颜色空间转换等。
☞ -Libavfilter:提供滤镜功能。

X264:把视频原数据YUV编码压缩成H.264格式
VideoToolbox:苹果自带的视频硬解码和硬编码API，但是在iOS8之后才开放。
AudioToolbox:苹果自带的音频硬解码和硬编码API

视频编码技术

视频压缩编码标准：对视频进行压缩(视频编码)或者解压缩（视频解码）的编码技术,比如MPEG，H.264,这些视频编码技术是压缩编码视频的

☞ 主要作用:是将视频像素数据压缩成为视频码流，从而低落视频的数据量。如果视频不颠末压缩编码的话，体积通常是非常大的，一部影戏可能就要上百G的空间。
☞ 注意:最影响视频质量的是其视频编码数据和音频编码数据，跟封装格式没有多大关系

MPEG:一种视频压缩方式，它采用了帧间压缩，仅存储连续帧之间有差别的地方，从而到达较大的压缩比
H.264/AVC:一种视频压缩方式,采用事先预测和与MPEG中的P-B帧一样的帧预测方法压缩，它可以根据需要产生得当网络情况传输的视频流,尚有更高的压缩比，有更好的图象质量

☞ 注意1:如果是从单个画面清晰度比较，MPEG4有优势；从动作连贯性上的清晰度，H.264有优势
☞ 注意2:由于264的算法更加复杂，程序实现烦琐，运行它需要更多的处置惩罚器和内存资源。因此，运行264对体系要求是比较高的。
☞ 注意3:由于264的实现更加机动，它把一些实现留给了厂商自己去实现，虽然这样给实现带来了很多好处，但是差别产品之间互通成了很大的问题，造成了通过A公司的编码器编出的数据，必须通过A公司的解码器去解这样尴尬的事情

H.265/HEVC:一种视频压缩方式,基于H.264，保存原来的某些技术，同时对一些相干的技术加以改进，以改善码流、编码质量、延时和算法复杂度之间的关系，到达最优化设置。

☞ H.265 是一种更为高效的编码标准，能够在同等画质结果下将内容的体积压缩得更小，传输时更快更省带宽
☞ I帧

关键帧)保存一副完备的画面，解码时只需要本帧数据就可以完成（因为包罗完备画面）

P帧差别帧)保存这一帧跟之前帧的差别，解码时需要用之前缓存的画面叠加上本帧定义的差别，生成终极画面。（P帧没有完备画面数据，只有与前一帧的画面差别的数据）
B帧双向差别帧)保存的是本帧与前后帧的差别，解码B帧，不仅要取得之前的缓存画面，还要解码之后的画面，通过前后画面的与本帧数据的叠加取得终极的画面。B帧压缩率高，但是解码时CPU会比较累
帧内（Intraframe）压缩:当压缩一帧图像时，仅考虑本帧的数据而不考虑相邻帧之间的冗余信息,帧内一样寻常采用有损压缩算法
帧间（Interframe）压缩:时间压缩（Temporal compression），它通过比较时间轴上差别帧之间的数据进行压缩。帧间压缩一样寻常是无损的
muxing（合成）：将视频流、音频流乃至是字幕流封装到一个文件中(容器格式（FLV，TS）)，作为一个信号进行传输。

音频编码技术

AAC，mp3：这些属于音频编码技术,压缩音频用
码率控制

多码率:观众所处的网络情况是非常复杂的，有可能是WiFi，有可能4G、3G、乃至2G，那么怎么满意多方需求呢？多搞几条线路，根据当前网络环境自定义码率。

☞ 比方：经常瞥见视频播放软件中的1024，720，高清，标清，流畅等，指的就是各种码率。
视频封装格式

TS : 一种流媒体封装格式，流媒体封装有一个好处，就是不需要加载索引再播放，大大镌汰了首次载入的耽误，如果片子比较长，mp4文件的索引相当大，影响用户体验

☞ 为什么要用TS:这是因为两个TS片段可以无缝拼接，播放器能连续播放

FLV: 一种流媒体封装格式,由于它形成的文件极小、加载速率极快，使得网络观看视频文件成为可能,因此FLV格式成为了当今主流视频格式

推流

数据传输框架

librtmp:用来传输RTMP协议格式的数据

流媒体数据传输协议

RTMP(Real Time Messaging Protocol，实时消息传输协议)属于五层TCP/IP体系中的应用层，它是基于TCP传输的流媒体协议，默认端口为1935，是一个协议族，包括RTMP基本协议及RTMPT、RTMPS、REMPE等多种变种。RTMP协议是Adobe System公司为Flash播放器和FMS服务器之间音视频和数据传输开辟的私有协议，用来办理多媒体数据传输流的多路复用（Multiplexing）和分包（packetizing）的问题，基于此协议，abobe提供美满的音视频办理方案，比如点播、直播、互动。

☞ RTMP协议用于对象、视频、音频的传输。
☞ 这个协议创建在TCP协议或者轮询HTTP协议之上。
☞ RTMP协议就像一个用来装数据包的容器，这些数据可以是FLV中的视音频数据。一个单一的连接可以通过差别的通道传输多路网络流，这些通道中的包都是按照固定大小的包传输的
☞ chunk:消息包
流媒体服务器

常用服务器

SRS：一款国人开辟的良好开源流媒体服务器体系
BMS:也是一款流媒体服务器体系，但不开源，是SRS的贸易版，比SRS功能更多
nginx:免费开源web服务器，常用来设置流媒体服务器。

数据分发

CDN：(Content Delivery Network)，即内容分发网络,将网站的内容发布到最靠近用户的网络”边沿”，使用户可以就近取得所需的内容，办理 Internet网络拥挤的状况，提高用户访问网站的相应速率.

☞ CDN：代理服务器，相当于一个中介。
☞ CDN工作原理：比如哀求流媒体数据
☞☞ 1.上传流媒体数据到服务器（源站）
☞☞ 2.源站存储流媒体数据
☞☞ 3.客户端播放流媒体，向CDN哀求编码后的流媒体数据
☞☞ 4.CDN的服务器相应哀求，若节点上没有该流媒体数据存在，则向源站继续哀求流媒体数据；若节点上已经缓存了该视频文件，则跳到第6步。
☞☞ 5.源站相应CDN的哀求，将流媒体分发到相应的CDN节点上
☞☞ 6.CDN将流媒体数据发送到客户端

回源：当有用户访问某一个URL的时间，如果被解析到的那个CDN节点没有缓存相应的内容，或者是缓存已经到期，就会回源站去获取搜刮。如果没有人访问，那么CDN节点不会主动去源站拿.
带宽:在固定的时间可传输的数据总量，

☞ 比如64位、800MHz的前端总线，它的数据传输率就等于64bit×800MHz÷8(Byte)=6.4GB/s

负载均衡: 由多台服务器以对称的方式组成一个服务器集合，每台服务器都具有等价的职位，都可以单独对外提供服务而无须其他服务器的辅助.

☞ 通过某种负载分担技术，将外部发送来的哀求匀称分配到对称结构中的某一台服务器上，而接收到哀求的服务器独立地回应客户的哀求。
☞ 均衡负载能够平均分配客户哀求到服务器列阵，籍此提供快速获取紧张数据，办理大量并发访问服务问题。
☞ 这种聚集技术可以用最少的投资得到靠近于大型主机的性能。

QoS（带宽管理）:限制每一个组群的带宽，让有限的带宽发挥最大的效用

拉流

直播协议选择：

☞ 即时性要求较高或有互动需求的可以采用RTMP,RTSP
☞ 对于有回放或跨平台需求的，推荐使用HLS

HLS:由Apple公司定义的用于实时传播输的协议,HLS基于HTTP协议实现，传输内容包括两部分，一是M3U8形貌文件，二是TS媒体文件。可实现流媒体的直播和点播，主要应用在iOS体系

☞ HLS是以点播的技术方式来实现直播
☞ HLS是自适应码率流播，客户端会根据网络状况自动选择差别码率的视频流，条件答应的情况下使用高码率，网络繁忙的时间使用低码率，并且自动在二者间随意切换。这对移动设备网络状况不稳固的情况下保障流畅播放非常有资助。
☞ 实现方法是服务器端提供多码率视频流，并且在列表文件中注明，播放器根据播放进度和下载速率自动调整。

HLS与RTMP对比:HLS主要是延时比较大，RTMP主要优势在于延时低

☞ HLS协议的小切片方式会生成大量的文件，存储或处置惩罚这些文件会造成大量资源浪费
☞ 相比使用RTSP协议的好处在于，一旦切分完成，之后的分发过程完全不需要额外使用任何专门软件，平凡的网络服务器即可，大大低落了CDN边沿服务器的设置要求，可以使用任何现成的CDN,而一样寻常服务器很少支持RTSP。
总结

我近来从朋友那里网络到了2020-2021BAT 口试真题解析，内容很多也很体系，包罗了很多内容：Android 底子、Java 底子、Android 源码相干分析、常见的一些原理性问题等等，可以很好地资助大家深刻理解Android相干知识点的原理以及口试相干知识。
这份资料把大厂口试中常被问到的技术点整理成了PDF，包知识脉络 + 诸多细节；尚有高级架构技术进阶脑图资助大家学习提拔进阶，也节省大家在网上搜刮资料的时间来学习，也可以分享给身边好友一起学习。
这里也分享给广大口试同胞们，盼望每位程序猿们都能口试成功~
Android 底子知识点

Java 底子知识点

Android 源码相干分析

常见的一些原理性问题

腾讯、字节跳动、阿里、百度等BAT大厂 2019-2020口试真题解析

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