随着互联网的不断发展,直播已经成为了人们日常生活中不可或缺的一部分,而直播推流功能则是实现直播的关键。PHP的出现,为Web应用程序开发带来了一种强大的工具,实现直播推流功能也不例外。本文将介绍如何使用PHP实现直播推流功能。
一、理解直播推流的基本原理
在介绍如何实现直播推流功能之前,需要先了解直播推流的基本原理。直播推流是指在用户进行直播时,将视频数据上传至服务器并分发到其他用户的过程。具体来讲,其包含两个基本环节:直播上传和直播分发。
直播上传指将用户上传的视频数据进行处理和存储,并进行实时转码,以满足不同终端设备的播放需求。直播分发则是指将经过处理的视频数据传送给其他用户,让其他用户进行观看。通常直播分发分为两个环节:服务器分发和P2P分发。
二、使用PHP实现直播上传
在PHP中,有不少库可用于实现直播上传。常用的库包括FFmpeg,Libav和H264 Streaming Module等。这些库都是基于C/C++语言编写的,通过PHP的FFI扩展可以实现PHP与C/C++的互操作。具体实现过程如下:
1.安装FFI扩展
在PHP中使用FFI扩展,需要首先安装该扩展。可以在PHP的官网(https://www.php.net/manual/zh/ffi.installation.php)上下载FFI扩展,或使用包管理器进行安装。安装完成后,在php.ini文件中添加如下代码:
extension=ffi.so
2.使用FFmpeg实现视频编码
使用FFmpeg对视频数据进行编码,需要将视频数据分成若干帧,每帧进行编码转换。具体实现过程如下:
use FFI; $ffi = FFI::cdef(' typedef struct AVCodecParameters AVCodecParameters; typedef struct AVCodecContext AVCodecContext; typedef struct AVPacket AVPacket; typedef struct AVFrame AVFrame; typedef struct AVCodec AVCodec; typedef struct SwsContext SwsContext; AVCodec *avcodec_find_encoder(enum AVCodecID id); AVCodecContext *avcodec_alloc_context3(AVCodec *codec); int avcodec_parameters_to_context(AVCodecContext *codec_ctx, const AVCodecParameters *par); int avcodec_open2(AVCodecContext *avctx, const AVCodec *codec, AVDictionary **options); int avcodec_send_frame(AVCodecContext *avctx, const AVFrame *frame); int avcodec_receive_packet(AVCodecContext *avctx, AVPacket *avpkt); AVFrame *av_frame_alloc(); void av_frame_free(AVFrame **frame); SwsContext* sws_getContext(int srcW, int srcH, enum AVPixelFormat srcFormat, int dstW, int dstH, enum AVPixelFormat dstFormat, int flags, SwsFilter *srcFilter, SwsFilter *dstFilter, const double *param); const uint8_t **av_fifo_generic_read(AVFifoBuffer *f, void *dest, int buf_size, void *(*func)(void *, const void *, size_t), void *dest_ctx); int av_fifo_size(const AVFifoBuffer *f); void av_fifo_reset(AVFifoBuffer *f); void av_fifo_free(AVFifoBuffer *f); int sws_scale(SwsContext *c, const uint8_t *const srcSlice[], const int srcStride[], int srcSliceY, int srcSliceH, uint8_t *const dst[], const int dstStride[]); #define AV_CODEC_ID_H264 AV_CODEC_ID_MPEG4 #define AV_PIX_FMT_YUV420P AV_PIX_FMT_YUVJ420P ', 'libavcodec.so.58.54.100, libavutil.so.56.55.100, libavformat.so.58.29.100, libswscale.so.5.5.100'); $codec = $ffi->avcodec_find_encoder(AV_CODEC_ID_H264); $codec_ctx = $ffi->avcodec_alloc_context3($codec); $options = null; $width = 640; $height = 480; $frame_rate = 25; $bit_rate = 400000; $codec_ctx->width = $width; $codec_ctx->height = $height; $codec_ctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_YUV420P; $codec_ctx->bit_rate = $bit_rate; $codec_ctx->time_base = FFI::new('AVRational'); $codec_ctx->time_base->num = 1; $codec_ctx->time_base->den = $frame_rate; $codec_ctx->gop_size = $frame_rate * 2; $codec_ctx->max_b_frames = 1; $codec_ctx->rc_buffer_size = $bit_rate; $codec_ctx->rc_max_rate = $bit_rate; $codec_ctx->rc_min_rate = $bit_rate; $codec_ctx->codec_tag = $codec->id; $codec_ctx->flags |= AV_CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER; if ($codec->id == AV_CODEC_ID_H264) { $codec_ctx->profile = FF_PROFILE_H264_BASELINE; $codec_ctx->level = 30; } if ($ffi->avcodec_open2($codec_ctx, $codec, $options) < 0) { throw new Exception('Cannot init encoder'); } $codec_pkt = $ffi->new('AVPacket[1]'); $frame = $ffi->av_frame_alloc(); $frame->format = AV_PIX_FMT_YUV420P; $frame->width = $width; $frame->height = $height; $ffi->av_frame_get_buffer($frame, 32); $sws = $ffi->sws_getContext( $width, $height, AV_PIX_FMT_RGB24, $width, $height, AV_PIX_FMT_YUV420P, SWS_FAST_BILINEAR, null, null, null); $buffer = $ffi->malloc($width * $height * 3); $i = 0; while ($i < 120) { $i++; //$buffer = 获取一帧RGB24像素数据 $image = 'data://' . base64_encode($buffer); $img = imagecreatefromstring(file_get_contents($image)); $rgb = imagecreatetruecolor($width, $height); imagecopyresampled($rgb, $img, 0, 0, 0, 0, $width, $height, $width, $height); $rgb_buffer = $ffi->new('uint8_t[?]', $width * $height * 3); $p = $ffi->cast('char *', $ffi->addr($rgb_buffer)); $linesize = $ffi->new('int[3]', [$width * 3, 0, 0]); $ffi->av_image_fill_arrays($frame->data, $frame->linesize, $p, AV_PIX_FMT_RGB24, $width, $height, 1); $ffi->sws_scale($sws, [$p], $linesize, 0, $height, $frame->data, $frame->linesize); $frame->pts = $i; $ret = $ffi->avcodec_send_frame($codec_ctx, $frame); if ($ret < 0) { throw new Exception('Cannot encode video frame'); } while ($ret >= 0) { $ret = $ffi->avcodec_receive_packet($codec_ctx, $codec_pkt); if ($ret < 0) { break; } //将$codec_pkt->data中的视频数据作为流推送到服务器,代码略 $ffi->av_packet_unref($codec_pkt); } }
上述代码使用FFmpeg对获取到的RGB24像素数据进行编码转换,并将转换后的视频数据推送到服务器。如果要使用不同的编码器,只需要替换掉上述代码中的AV_CODEC_ID_H264即可。
三、使用PHP实现直播分发
PHP实现直播分发的方式有很多,包括服务器分发和P2P分发两种方式。服务器分发指将处理后的视频数据通过流传送到服务器,中间服务器可以进行视频的转码和分发;P2P分发指直接通过UDP协议将视频数据分发给其他用户。
下面是通过Ratchet框架实现服务器分发的代码:
use RatchetServerIoServer; use RatchetWebSocketWsServer; use AppVideoServer; require dirname(__DIR__) . '/vendor/autoload.php'; $server = IoServer::factory(new WsServer(new VideoServer()), 8080); $server->run();
use RatchetConnectionInterface; use RatchetMessageComponentInterface; use ReactEventLoopFactory; use ReactEventLoopLoopInterface; use ReactStreamReadableResourceStream; class VideoServer implements MessageComponentInterface { protected $clients; /** @var LoopInterface $loop */ protected $loop; protected $sourceUrl; protected $sourceRenderer; public function __construct() { $this->clients = new SplObjectStorage(); $this->loop = Factory::create(); $this->sourceUrl = ''; $this->sourceRenderer = null; } public function onOpen(ConnectionInterface $conn) { $this->clients->attach($conn); $conn->on('close', function() use ($conn) { $this->clients->detach($conn); if ($this->clients->count() === 0 && $this->sourceRenderer !== null) { $this->sourceRenderer->close(); $this->sourceRenderer = null; } }); if ($this->sourceRenderer === null) { $this->loop->futureTick(function() use ($conn) { $conn->send('Waiting for source video stream...'); }); return; } $resource = new ReadableResourceStream($this->sourceRenderer->stdout, $this->loop); $resource->on('data', function ($chunk) use ($conn) { foreach ($this->clients as $client) { if ($client !== $conn) { $client->send($chunk); } } }); } public function onMessage(ConnectionInterface $from, $msg) { if ($this->sourceRenderer === null) { $this->sourceUrl = trim($msg); $this->sourceRenderer = new ReactChildProcessProcess('ffmpeg -i ' . escapeshellarg($this->sourceUrl) . ' -c:v libx264 -preset superfast -tune zerolatency -b:v 400k -pix_fmt yuv420p -r 30 -f mpegts -'); $this->sourceRenderer->start($this->loop); } } public function onClose(ConnectionInterface $conn) { $this->clients->detach($conn); if ($this->clients->count() === 0 && $this->sourceRenderer !== null) { $this->sourceRenderer->close(); $this->sourceRenderer = null; } } public function onError(ConnectionInterface $conn, Exception $e) {} }
上述代码通过Ratchet框架实现WebSocket服务器。当有用户连接到服务器时,服务器开启子进程运行FFmpeg进行视频流的处理,并通过WebSocket将处理后的视频流推送给用户。如果有多个用户连接到服务器,服务器会实时将处理后的视频流分发给各个用户。
四、总结
本文介绍了如何使用PHP实现直播推流功能。首先通过调用FFmpeg对视频数据进行编码,然后通过流将编码后的视频数据推送到服务器,最后通过Ratchet框架实现服务器分发,将处理后的视频流实时分发给用户。这些技术对于实现高效的直播推流功能至关重要,可以帮助开发者轻松地完成直播应用程序的开发。
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