FFmpeg 基本数据结构 AVStream分析

1、AVStream 定义

AVStream 是 FFmpeg 中表示单个媒体流（视频、音频、字幕等）的核心数据结构，负责存储流的元数据、时间信息和编解码参数。AVStream 是 FFmpeg 中用于表示媒体文件（容器）中一个独立媒体流的抽象。 一个媒体文件（如 MP4、MKV）通常包含多个流：

• 一个视频流（Video Stream）
• 一个或多个音频流（Audio Stream，如不同语言）
• 可能还有字幕流（Subtitle Stream）、数据流等
  AVStream 就是描述这其中每一个流的信息的载体。它不包含具体的压缩数据（那是 AVPacket 的职责），而是包含流的元数据（Metadata）和配置信息。
  

2、AVStream 具体成员分析

AVStream核心作用：

1. 流标识：通过 index 和 id 唯一标识媒体流
2. 参数存储：通过 codecpar 保存编解码参数
3. 时间管理：通过 time_base 和 duration 维护时间体系
4. 元数据承载：存储语言、标题等描述信息
5. 帧率控制：提供真实帧率和平均帧率数据
6. 事件响应（FFmpeg 7+）：支持动态参数变更通知

具体定义如下：

typedef struct AVStream {const AVClass *av_class; // 指向一个表示AVStream结构的AVClass结构的指针int index; // 流索引int id; // 流IDAVCodecParameters *codecpar; // 指向一个AVCodecParameters结构的指针，用于存储编解码器参数void *priv_data; // 指向私有数据的指针AVRational time_base; // 时间基准int64_t start_time; // 开始时间int64_t duration; // 持续时间int64_t nb_frames; // 帧数int disposition; //  dispositionenum AVDiscard discard; // 丢弃策略AVRational sample_aspect_ratio; // 采样比例AVDictionary *metadata; // 元数据AVRational avg_frame_rate; // 平均帧率AVPacket attached_pic; // 附加图片attribute_deprecatedAVPacketSideData *side_data; // 指向AVPacketSideData结构的指针，用于存储侧数据attribute_deprecatedint nb_side_data; // 侧数据数量int event_flags; // 事件标志AVRational r_frame_rate; // 原始帧率int pts_wrap_bits; // PTS包装位
} AVStream;各个成员的含义如下：
- av_class: 一个指向AVClass结构的指针，用于表示AVStream的属性。
- index: 一个整数，用于表示流索引。
- id: 一个整数，用于表示流ID。
- codecpar: 一个指向AVCodecParameters结构的指针，用于存储编解码器参数。
- priv_data: 一个指向私有数据的指针。
- time_base: 一个AVRational结构体，用于表示时间基准。
- start_time: 一个int64_t类型的整数，用于表示开始时间。
- duration: 一个int64_t类型的整数，用于表示持续时间。
- nb_frames: 一个int64_t类型的整数，用于表示帧数。
- disposition: 一个整数，用于表示 disposition。
- discard: 一个枚举类型，用于表示丢弃策略。
- sample_aspect_ratio: 一个AVRational结构体，用于表示采样比例。
- metadata: 一个指向AVDictionary结构的指针，用于表示元数据。
- avg_frame_rate: 一个AVRational结构体，用于表示平均帧率。
- attached_pic: 一个AVPacket结构体，用于表示附加图片。
- side_data: 一个指向AVPacketSideData结构的指针，用于存储侧数据（已弃用）。
- nb_side_data: 一个整数，用于表示侧数据数量（已弃用）。
- event_flags: 一个整数，用于表示事件标志。
- r_frame_rate: 一个AVRational结构体，用于表示原始帧率。
- pts_wrap_bits: 一个整数，用于表示PTS包装位。

解复用的目的就是从容器中分离出来不同的流，ffmpeg中AVStream，它是由解复用器的read_header函数创建的，并保存在AVFormatContext的nb_streams（容器中的流条数）以及stream数组中。

3、AVStream 创建分析

以ff_srt_demuxer为例，它的read_header指向srt_read_heade函数，该函数主要完成以下功能。

• (1) 调用avformat_new_stream函数创建一条流。
  • 调整AVFormatContext->streams的大小。
  • 申请流空间并清零。
  • 申请AVStream->info空间并清零。
  • 申请AVStream->codec（AVCodecContext对象）空间并设置默认值（avcodec_get_context_default3函数设置）。
  • 设置流的其余参数默认值。
  • 将流的指针放入AVFormatContext->streams数组的末尾。
• （2）设置AVStream->codec->codec_type及AVStream->codec->codec_id分别为AVMEDIA_TYPE_SYBTITLE、AV_CODEC_ID_SUBRIP。
• （3）循环读入每条字幕（ff_subtitles_read_chunk函数），并从中解析出字幕细腻些（PTS、duration以及字幕内容），然后调用ff_subtitiles_queue_insert函数将字幕内容插入队列并返回AVPacket指针（以便插入从字幕中解析出私有数据）。
• （4）读入完成后，调用ff_subtitiles_queue_finalize函数对队列中的数据进行排序，并调整字幕持续时间。