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AVFormatContext 再分析二

news 来源：原创 2025/5/5 17:03:45

说明 ：将 avfromatContext 的变量依次打印分析，根据ffmpeg 给的说明，猜测，结合网上的文章字节写测试代码分析二。

37 AVInputFormat *iformat;

    /**
     * The input container format.
     *
     * Demuxing only, set by avformat_open_input().
     */
    ff_const59 struct AVInputFormat *iformat;

AVInputFormat 再分析-CSDN博客

38 AVFormatInternal *internal; 对开发者隐藏，但是对于阅读ffmpeg源码有用。

    /**
     * An opaque field for libavformat internal usage.
     * Must not be accessed in any way by callers.
     */
    AVFormatInternal *internal;

*libavformat内部使用的不透明字段。
*使用不得以任何方式访问。

AVFormatContext 中的 AVFormatInternal *internal 字段是 FFmpeg 内部用于存储与解封装/封装过程相关的私有状态数据的结构体7。以下是其核心特性的总结：

‌1. 设计目的‌

  • ‌内部数据隔离‌：internal 封装了 AVFormatContext 运行时的临时状态和中间数据，避免用户直接操作导致的结构不稳定或版本兼容性问题7。
  • ‌模块化扩展‌：通过独立结构体管理内部状态，方便 FFmpeg 在不同版本中扩展或修改内部实现逻辑，而无需修改 AVFormatContext 的公开接口7。

‌2. 关键特性‌

  1. ‌不透明性‌：

    • AVFormatInternal 的具体定义未在公共头文件（如 avformat.h）中公开，开发者无法直接访问其内部字段7。
    • 所有操作需通过 FFmpeg 提供的 API 完成（如 avformat_open_input()、av_read_frame() 等）78。

  2. ‌生命周期管理‌：

    • internal 的内存分配与释放由 FFmpeg 内部自动完成，用户无需手动干预（例如在调用 avformat_close_input() 时会自动清理）7。
    • 初始化时，internal 通常通过 avformat_alloc_context() 函数间接创建7。

‌3. 关联功能‌

  • ‌流探测缓冲‌：缓存输入数据的部分内容，用于格式探测（如 avformat_find_stream_info() 中的流参数分析）8。
  • ‌中间状态存储‌：
    • 封装/解封装过程中的临时数据包队列3。
    • 时间戳校正、流交错（interleaving）等算法所需的上下文信息38。

‌4. 开发者注意事项‌

  • ‌禁止直接访问‌：由于 FFmpeg 不保证 AVFormatInternal 的跨版本二进制兼容性，直接操作其字段可能导致程序崩溃或未定义行为7。
  • ‌调试限制‌：若需调试内部状态，通常需结合 FFmpeg 源码中的日志输出或使用调试器跟踪相关函数调用7。

‌与类似字段的对比‌

字段作用域可见性管理方式
priv_data格式私有数据半公开（需API）由 AVInputFormat/AVOutputFormat 管理14
‌internal‌全局运行时完全内部FFmpeg 内部自动管理7

此设计模式体现了 FFmpeg 对“接口稳定”和“实现灵活”的平衡，确保用户仅通过规范 API 即可安全使用核心功能78。

39.AVIOInterruptCB interrupt_callback

    /**
     * Custom interrupt callbacks for the I/O layer.
     *
     * demuxing: set by the user before avformat_open_input().
     * muxing: set by the user before avformat_write_header()
     * (mainly useful for AVFMT_NOFILE formats). The callback
     * should also be passed to avio_open2() if it's used to
     * open the file.
     */
    AVIOInterruptCB interrupt_callback;

/**
 * Callback for checking whether to abort blocking functions.
 * AVERROR_EXIT is returned in this case by the interrupted
 * function. During blocking operations, callback is called with
 * opaque as parameter. If the callback returns 1, the
 * blocking operation will be aborted.
 *
 * No members can be added to this struct without a major bump, if
 * new elements have been added after this struct in AVFormatContext
 * or AVIOContext.
 */
typedef struct AVIOInterruptCB {
    int (*callback)(void*);
    void *opaque;
} AVIOInterruptCB;

‌AVFormatContext 中的 interrupt_callback 字段用于实现自定义 I/O 中断控制机制，主要解决网络流处理时的阻塞问题‌。以下是其核心功能与使用方法的总结：

‌1. 功能与作用‌

  • ‌阻塞中断‌：在 avformat_open_input() 或 av_read_frame() 等操作中，若因网络延迟、设备断开或无数据导致长时间阻塞，可通过回调函数强制终止等待12。
  • ‌超时控制‌：允许开发者设置最大等待时间，避免程序无响应（如 RTSP 流超时断开）48。
  • ‌跨协议兼容‌：适用于 RTSP、RTMP 等网络协议，弥补某些协议（如 RTMP）不支持超时参数的缺陷16。

‌2. 结构体定义‌

interrupt_callback 是 AVFormatContext 的成员，类型为 AVIOInterruptCB，包含两个关键字段：

  • ‌callback‌：函数指针，指向用户定义的中断检测函数。
  • ‌opaque‌：用户自定义的上下文指针（如对象实例、计时器等），传递给回调函数。
typedef struct AVIOInterruptCB {int (*callback)(void*);  // 中断检测函数void *opaque;            // 用户上下文数据
} AVIOInterruptCB;

‌3. 回调函数实现‌

回调函数需返回 ‌1（中断）‌ 或 ‌0（继续等待）‌。典型实现逻辑：

  1. 通过 opaque 获取上下文数据（如超时起始时间）。
  2. 计算当前时间与起始时间的差值。
  3. 若超过预设阈值（如 5 秒），返回 1 终止操作。
 

// 示例：超时检测回调
int interrupt_cb(void *ctx) {int64_t start_time = *(int64_t*)ctx;  // 通过 opaque 传递起始时间int64_t current_time = av_gettime();  // 获取当前时间（微秒）return (current_time - start_time > 5000000) ? 1 : 0;  // 超过5秒则中断
}

 

 

‌4. 设置步骤‌
 

  1. ‌分配上下文‌：创建 AVFormatContext 实例。
  2. ‌绑定回调‌：设置 interrupt_callback 的 callback 和 opaque。
  3. ‌启动计时‌：在关键操作前记录起始时间（如 av_gettime()）。
  4. ‌打开输入流‌：调用 avformat_open_input()，阻塞操作将触发回调检测。
 

AVFormatContext *fmt_ctx = avformat_alloc_context();
int64_t timeout_start = av_gettime();  // 记录起始时间// 设置回调函数及上下文
fmt_ctx->interrupt_callback.callback = interrupt_cb;
fmt_ctx->interrupt_callback.opaque = &timeout_start;// 打开输入流（如 RTSP）
if (avformat_open_input(&fmt_ctx, "rtsp://example.com", NULL, NULL) < 0) {// 错误处理
}

 

 

 

‌5. 注意事项‌
 

  • ‌协议差异‌：对于 RTSP，可同时设置 stimeout 参数（单位：微秒）增强超时控制68： 
     
    cCopy Code
     
    AVDictionary *options = NULL; av_dict_set(&options, "stimeout", "2000000", 0); // 2秒超时 avformat_open_input(&fmt_ctx, url, NULL, &options); 
     
  • ‌线程安全‌：回调函数需确保线程安全，避免竞态条件8。
  • ‌资源释放‌：无需手动释放 interrupt_callback，其生命周期与 AVFormatContext 绑定5。
 

 

‌6. 典型问题与调试‌
 

  • ‌回调未触发‌：检查是否在 avformat_open_input() 前正确设置回调8。
  • ‌误中断‌：调整超时阈值，或在回调中增加状态判断（如网络重连尝试次数）6。
 

 

40 回调函数 io_open
 

谨慎
 

    /**
      * A callback for opening new IO streams.
      *
      * Whenever a muxer or a demuxer needs to open an IO stream (typically from
      * avformat_open_input() for demuxers, but for certain formats can happen at
      * other times as well), it will call this callback to obtain an IO context.
      *
      * @param s the format context
      * @param pb on success, the newly opened IO context should be returned here
      * @param url the url to open
      * @param flags a combination of AVIO_FLAG_*
      * @param options a dictionary of additional options, with the same
      *                semantics as in avio_open2()
      * @return 0 on success, a negative AVERROR code on failure
      *
      * @note Certain muxers and demuxers do nesting, i.e. they open one or more
      * additional internal format contexts. Thus the AVFormatContext pointer
      * passed to this callback may be different from the one facing the caller.
      * It will, however, have the same 'opaque' field.
      */
     int (*io_open)(struct AVFormatContext *s, AVIOContext **pb, const char *url,
                    int flags, AVDictionary **options);
 

 

目前看的信息是：avformatContext 的 io_open 回调函数 在默认情况下叫 io_open_default，在解复用的 avformat_open_input 方法中一定会调用。
 

 

io_open_default 是 FFmpeg 中用于初始化输入/输出上下文 (AVIOContext) 的关键函数，主要在解封装流程中处理协议检测与连接。以下是其核心机制与作用解析：
 

 

一、功能定位
 

  1.  
    ‌协议初始化入口‌
     在 avformat_open_input() 调用流程中，io_open_default 作为默认的 I/O 上下文初始化函数，负责根据输入 URL 的协议类型（如 HTTP、HLS、文件）创建对应的 AVIOContext，并绑定底层协议实现1。
     
  2.  
    ‌协议白名单校验‌
     通过调用 ffio_open_whitelist，该函数会校验协议是否在允许范围内，防止加载未授权的协议实现（如自定义或非标准协议），确保安全性1。
     
  3.  
    ‌多层封装调用链‌
     其执行链路为：
     avformat_open_input → init_input → io_open_default → ffio_open_whitelist → ffurl_open_whitelist → ffurl_connect → 具体协议实现（如 http_open）1。
     最终通过系统调用（如 socket）建立网络连接或打开本地文件12。
     
 

 

二、实现机制
 

  1.  
    ‌协议适配层‌
     io_open_default 通过协议前缀（如 http://、file://）匹配对应的 URLProtocol 实现（如 ff_http_protocol），并初始化协议上下文 (URLContext)，最终关联到 AVIOContext 的 opaque 字段15。
     
  2.  
    ‌缓冲与回调设置‌
     自动配置读写缓冲区大小，并设置默认的 read_packet、write_packet 等回调函数，确保数据通过协议层高效传输至解封装模块17。
     
  3.  
    ‌错误处理‌
     若协议检测失败（如 URL 无效或协议未注册），函数返回错误码并终止后续流程，触发 avformat_open_input 的异常处理逻辑1。
     
 

 

三、应用场景
 

  • ‌标准协议处理‌：自动处理 HTTP、RTMP、HLS 等协议连接的初始化，无需手动创建 AVIOContext15。
  • ‌安全限制场景‌：通过白名单机制限制可访问的协议类型，适用于需严格管控输入源的场景（如嵌入式设备）1。
 

 

四、扩展性
 

  • ‌自定义协议支持‌：若需支持私有协议，需绕过 io_open_default，通过 avio_alloc_context 手动创建 AVIOContext 并注册自定义协议实现37。
 

 

 

41 回调函数io_close
 

    /**
      * A callback for closing the streams opened with AVFormatContext.io_open().
      */
     void (*io_close)(struct AVFormatContext *s, AVIOContext *pb);
 

 

 

42 int io_repositioned;
 

 

    /**
      * IO repositioned flag.
      * This is set by avformat when the underlaying IO context read pointer
      * is repositioned, for example when doing byte based seeking.
      * Demuxers can use the flag to detect such changes.
      */
     int io_repositioned;
 

 

io_repositioned 是 FFmpeg 中 AVFormatContext 结构体的一个标志字段，用于指示底层 I/O 上下文的读指针是否发生了位置重置。其核心作用与应用场景如下：
 

 

一、功能定义
 

  1.  
    ‌标志位作用‌
     io_repositioned 由 FFmpeg 的解封装模块（avformat）自动设置，主要用于标识底层 I/O 上下文（如 AVIOContext）的读指针是否被显式重定位。例如，在基于字节的随机访问（byte-based seeking）时，该标志会被触发。
     
  2.  
    ‌触发条件‌
     当调用 av_seek_frame() 或类似函数导致底层 I/O 缓冲区的读指针位置发生变化时，io_repositioned 会被设置为非零值，表示发生了位置重置。
     
 

 

二、应用场景
 

  1.  
    ‌解封装逻辑适配‌
     解复用器（Demuxer）可通过检查 io_repositioned 标志判断是否需要重新同步内部状态（如重新解析流头信息或调整时间戳计算逻辑），以应对底层 I/O 位置突变带来的数据不一致问题。
     
  2.  
    ‌性能优化‌
     在处理网络流或大文件时，通过检测 io_repositioned 标志，可避免无效的缓存数据读取，确保后续操作基于最新的 I/O 位置执行1。
     
 

 

三、实现关联
 

  • ‌与 AVIOContext 的交互‌
     io_repositioned 直接关联 AVIOContext 的 seek 操作，若用户代码通过 avio_seek() 手动调整读指针位置，也会触发该标志的更新
 

 

打印值是0
 

   avformatContext->io_repositioned;cout << "avformatContext->io_repositioned = " << avformatContext->io_repositioned << endl;
 

 

 

43 const uint8_t *key; 作用未知
 

    const uint8_t *key;
     int keylen;
 

 

44     int keylen;作用未知
 

    const uint8_t *key;
     int keylen;
 

 

45    int max_chunk_duration;
 

 

    /**
      * Max chunk time in microseconds.
      * Note, not all formats support this and unpredictable things may happen if it is used when not supported.
      * - encoding: Set by user
      * - decoding: unused
      */
     int max_chunk_duration;
 

 

用于设置流媒体传输中的最大块持续时间。在FFmpeg的RTMP协议中，这个参数定义了每个RTMP消息的最大持续时间。如果超过这个时间，FFmpeg会自动将数据分成多个块进行传输，以确保流媒体的稳定性和效率。
 

max_chunk_duration的作用和重要性
 

  1. ‌稳定性‌：通过限制每个数据块的大小，max_chunk_duration有助于确保流媒体的稳定性。如果数据块过大，可能会导致网络延迟或丢包，影响观看体验。
  2. ‌效率‌：合理设置max_chunk_duration可以提高传输效率，减少缓冲时间，提升用户体验。
  3. ‌兼容性‌：不同的设备和网络环境对数据块的大小有不同的要求，合理设置max_chunk_duration可以增强兼容性。
 

如何设置max_chunk_duration
 

在FFmpeg的命令行中，可以通过-max_chunk_duration选项来设置
 

 

 

46
 

 

47
 

 

 

48
 

 

 

49
 

 

50
 



                
                

                  

                    
                      
                  



                

                

                  
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