FFmpeg支持Cronet(Chromium网络库)

本文主要是介绍FFmpeg支持Cronet(Chromium网络库)，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

1 背景

之前在博文《FFmpeg支持QUIC》中介绍了FFmpeg支持谷歌QUIC协议的方法，简单说就是在Chromium中自定义一个模块，把QUIC的接口封装成FFmpeg Protocol插件需要的接口形式。但是这种办法归根结底只是实验性质，实际用到生产环境中，往往QUIC(基于UDP)有可能不通，需要一定的回退策略。

本文将介绍FFmpeg集成Chromium自带网络库Cronet的方法，在Cronet中有使用QUIC的完整策略，可以参考我的博文《Chromium QUIC逻辑》。当然使用Cronet并不仅仅可以使用QUIC，它还支持HTTP/HTTP2，甚至可以支持WebSocket，如果要防止DNS劫持，可以启用其基于异步DNS的DOH(DNS Over HTTP)功能。FFmpeg内部实现的HTTP协议仅支持HTTP/1.1，如果考虑升级FFmpeg的HTTP协议，跨平台的Cronet是一个比较好的选择。

目前Cronet已经在Google的YouTube、Google App等产品中被大量使用，此外国内的各大厂商如腾讯、新浪微博、百度、哔哩哔哩等都陆续使用了Cronet。这段时间主要就是在折腾这个库，我们的产品也已经全面上线Cronet。

2 代码

FFmepg代码：https://github.com/sonysuqin/FFmpeg-Quic-Cronet

3 Cronet使用介绍

3.1 接口

上图描述了Cronet网络库的基本层次结构，在Chromium内核的基础上封装了Cronet Native层，针对不同的平台分别封装了C层、Android、iOS的接口。具体可以参考谷歌官方Cronet接口参考。

3.2 组件及工作流程

上图是Cronet网络库接口的基本工作流程，适用于所有平台。

接口基本组件包括：

序号	组件	功能
1	CronetEngine	Cronet引擎，存储Cronet的一些全局数据，例如代理配置、HTTP缓存、DNS缓存等。每个HTTP请求都基于CronetEngine这个上下文，不同的HTTP请求可以通过同一个CronetEngine共享各种缓存。一个APP最好只创建一个CronetEngine。
2	CronetRequest	一次Cronet请求，封装该请求的方法、数据、状态等。
3	CronetExecutor	CronetRequest的运行环境，由APP实现，是Cronet底层与APP交互的通道，通常是一个线程。
4	CronetCallback	Cronet异步接口的回调对象，每个CronetRequest必须绑定一个CronetCallback对象才能获得通知。

工作流程：

• APP创建一个全局的CronetEngine；
• APP创建一个全局的CronetExecutor，用于执行各种Task；
• APP为一次请求创建一个CronetCallback；
• APP从CronetEngine、CronetExecutor、CronetCallback创建一个CronetRequest；
• APP发起CronetRequest请求，CronetRequest请求内部的所有Task都在CronetExecutor中执行；
• CronetRequest的结果通过绑定的CronetCallback回调上报到APP。

3.3 Native开发

基于C层的接口，适用于在所有平台上开发C/C++的程序，Android和iOS版本的开发本文不涉及。

3.3.1 创建并配置Cronet_Engine

Cronet_EnginePtr CreateCronetEngine() {// 创建Cronet_Engine对象, 每个APP最好只创建一个Cronet_Engine对象.Cronet_EnginePtr cronet_engine = Cronet_Engine_Create();// 创建Cronet_EngineParams对象.Cronet_EngineParamsPtr engine_params = Cronet_EngineParams_Create();// 设置User agent.Cronet_EngineParams_user_agent_set(engine_params, "CronetTest/1");// 使能HTTP2.Cronet_EngineParams_enable_http2_set(engine_params, true);// 使能HTTP3/QUIC.Cronet_EngineParams_enable_quic_set(engine_params, true);// 设置QUIC的空闲超时，在已经协商成功的QUIC通道上请求数据，如果// 超过5秒未收到响应，则超时并自动回滚到HTTP，如果在接收QUIC数// 据的过程中UDP不可用，则5秒后上报超时失败。注意QUIC的参数通过// JSON串设置，对全平台适用。Cronet_EngineParams_experimental_options_set(engine_params,"{\"QUIC\":{\"idle_connection_timeout_seconds\":5}}");// 启动Cronet_Engine.Cronet_Engine_StartWithParams(cronet_engine, engine_params);// 销毁Cronet_EngineParams对象.Cronet_EngineParams_Destroy(engine_params);return cronet_engine;
}

3.3.2 创建Cronet_UrlRequestCallback

Cronet_UrlRequestCallback是Cronet所有数据、结果上报的唯一方式，因为Cronet Native层只提供了异步接口，每个Cronet_UrlRequest请求必须绑定一个Cronet_UrlRequestCallback对象才能获得通知。
原型：

CRONET_EXPORT Cronet_UrlRequestCallbackPtr Cronet_UrlRequestCallback_CreateWith(Cronet_UrlRequestCallback_OnRedirectReceivedFunc OnRedirectReceivedFunc,Cronet_UrlRequestCallback_OnResponseStartedFunc OnResponseStartedFunc,Cronet_UrlRequestCallback_OnReadCompletedFunc OnReadCompletedFunc,Cronet_UrlRequestCallback_OnSucceededFunc OnSucceededFunc,Cronet_UrlRequestCallback_OnFailedFunc OnFailedFunc,Cronet_UrlRequestCallback_OnCanceledFunc OnCanceledFunc,Cronet_UrlRequestCallback_OnMetricsCollectedFunc OnMetricsCollectedFunc);

回调	作用
Cronet_UrlRequestCallback_OnRedirectReceivedFunc	接收到重定向的通知，APP可以决定进行重定向或者取消请求。
Cronet_UrlRequestCallback_OnResponseStartedFunc	开始接收数据的通知，APP可以在此回调中获取HTTP响应头，并开始读取响应数据。
Cronet_UrlRequestCallback_OnReadCompletedFunc	一次读取结束的通知，APP可以获取一次读取的数据，并发起下一次读取操作。
Cronet_UrlRequestCallback_OnSucceededFunc	一次请求成功结束的通知，但是不能代表一次业务请求的成功，APP需要判断响应码并处理响应的数据。
Cronet_UrlRequestCallback_OnFailedFunc	一次请求失败的通知，可能原因是网络错误，并不会因为服务端返回400、500错误调用。
Cronet_UrlRequestCallback_OnCanceledFunc	一次请求被成功取消的通知。
Cronet_UrlRequestCallback_OnMetricsCollectedFunc	一次请求的度量通知，以JSON格式上报HTTP请求的各个阶段：包括DNS请求、连接、握手、收发数据等阶段消耗的时间。

该方法需要传入若干回调，为了与某个APP的对象建立关系，可以调用下面的方法：

CRONET_EXPORT void Cronet_UrlRequestCallback_SetClientContext(Cronet_UrlRequestCallbackPtr self, Cronet_ClientContext client_context);

可以看到上述每个回调都会携带Cronet_UrlRequestCallbackPtr self参数，APP可以从回调本身获得绑定的APP的对象，调用下面的方法：

CRONET_EXPORT Cronet_ClientContext Cronet_UrlRequestCallback_GetClientContext(Cronet_UrlRequestCallbackPtr self);

当然从每个回调携带的Cronet_UrlRequestPtr request参数也获得了每个绑定的HTTP请求。
注意：这些回调都不是直接在底层的线程直接调用到APP，而是通过Cronet_Executor来调用。

3.3.3 创建Cronet_Executor

Cronet_Executor是Cronet底层与APP交互的通道，Cronet底层的某些任务(例如回调)会通过Cronet_Executor调用，Cronet_Executor可以选择在自己的线程中调用这些任务，达到与底层线程的隔离。

CRONET_EXPORT Cronet_ExecutorPtr Cronet_Executor_CreateWith(Cronet_Executor_ExecuteFunc ExecuteFunc);

上面的方法创建一个Cronet_Executor，需要传入一个回调：

typedef void (*Cronet_Executor_ExecuteFunc)(Cronet_ExecutorPtr self, Cronet_RunnablePtr command);

该回调会在底层线程调用，通知APP有一个Cronet_RunnablePtr任务需要调度执行，通常APP需要将任务Cronet_RunnablePtr放到独立的线程执行，最后APP负责删除该Cronet_RunnablePtr 任务。

可以通过以下两个方法设置、获取Cronet_Executor绑定的某个APP的自定义对象。

CRONET_EXPORT void Cronet_Executor_SetClientContext(Cronet_ExecutorPtr self, Cronet_ClientContext client_context);
CRONET_EXPORT Cronet_ClientContext Cronet_Executor_GetClientContext(Cronet_ExecutorPtr self);

不需要每个请求都创建一个Cronet_Executor，例如，可以只创建一个Cronet_Executor，所有请求都共享一个Cronet_Executor。

3.3.4 创建并发起Cronet_UrlRequest请求

Cronet_UrlRequestPtr PerformRequest(const std::string& url,                          // url.Cronet_EnginePtr cronet_engine,                  // Cronet_Engine对象.Cronet_ExecutorPtr executor,                     // Cronet_Executor对象.Cronet_UrlRequestCallbackPtr callback) {         // Cronet_UrlRequestCallback对象.// 创建Cronet_UrlRequest对象.Cronet_UrlRequestPtr request = Cronet_UrlRequest_Create();// 创建Cronet_UrlRequestParams对象.Cronet_UrlRequestParamsPtr request_params = Cronet_UrlRequestParams_Create();// 设置GET方法.Cronet_UrlRequestParams_http_method_set(request_params, "GET");// 用上述参数初始化请求.Cronet_RESULT ret = Cronet_UrlRequest_InitWithParams(request,            // Cronet_UrlRequest对象.cronet_engine,      // Cronet_Engine对象.url.c_str(),        // url.request_params,     // Cronet_UrlRequestParams对象.callback,           // Cronet_UrlRequestCallback对象.executor);          // Cronet_Executor对象.// 销毁Cronet_UrlRequestParams对象.Cronet_UrlRequestParams_Destroy(request_params);// 判断Cronet_UrlRequest_InitWithParams结果.if (ret != Cronet_RESULT_SUCCESS) {std::cout << "Cronet_UrlRequest_InitWithParams error:" << ret;return NULL;}// 启动Cronet_UrlRequest请求.ret = Cronet_UrlRequest_Start(request);// 判断Cronet_UrlRequest_Start结果.if (ret != Cronet_RESULT_SUCCESS) {std::cout << "Cronet_UrlRequest_Start error:" << ret;return NULL;}return request;
}

3.3.5 结束、销毁请求

APP必须保证在Cronet_UrlRequestCallback_OnSucceededFunc、Cronet_UrlRequestCallback_OnFailedFunc、Cronet_UrlRequestCallback_OnCanceledFunc这些回调调用之后才调用以下方法销毁请求对象以保证安全。

CRONET_EXPORT void Cronet_UrlRequest_Destroy(Cronet_UrlRequestPtr self);

在请求还没有结束前的任何时刻，都可以调用Cronet_UrlRequest_Cancel方法来取消一个请求，然后在Cronet_UrlRequestCallback_OnCanceledFunc回调中调用Cronet_UrlRequest_Destroy释放请求。

将所有调用都POST到Cronet_Executor线程中执行可以保证线程安全性。

4 FFmpeg集成Cronet

跟《FFmpeg支持QUIC》中提到的方法一样，这里在FFmpeg内部增加了一个协议cronet，实现FFmpeg协议要求的基本方法：

const URLProtocol ff_cronet_protocol = {.name                = "cronet",.url_open            = cronet_open,.url_close           = cronet_close,.url_read            = cronet_read,.url_write           = cronet_write,.url_seek            = cronet_seek,.priv_data_size      = sizeof(CronetContext),.priv_data_class     = &cronet_context_class,.flags               = URL_PROTOCOL_FLAG_NETWORK,.default_whitelist   = "cronet,cronets"
};

调用上一节介绍的C层接口，并将Cronet异步接口转成FFmpeg要求的同步接口。

在Android下面，APP层(Java)和Native层FFmpeg依赖同一个Cronet动态库，在iOS下，APP层(OC)和Native层FFmpeg依赖同一个Cronet.framework。

具体细节请直接获取、阅读、测试代码：

git clone https://github.com/sonysuqin/FFmpeg-Quic-Cronet.git
git checkout -b 4.1.cronet remotes/origin/4.1.cronet

5 编译Cronet

5.1 Windows

5.1.1 下载Chromium

按照chromium的官方编译文档，配置环境并下载chromium代码。注意checkout到较新的稳定版tag。

5.1.2 生成工程

在chromium/src下执行：

gn gen out/Debug --args="is_debug=true is_component_build=false target_cpu=\"x86\""

这里可以决定是产生Debug版还是Release版。

5.1.3 编译

在chromium/src下执行：

ninja -C out\Debug cronet

在chromium/src/out/Debug目录下会生成：

• cronet.73.0.3683.75.dll
• cronet.73.0.3683.75.dll.lib
• cronet.73.0.3683.75.dll.pdb

5.2 Android

5.2.1 下载Chromium

按照chromium的官方编译文档，配置环境并下载chromium代码。注意checkout到较新的稳定版tag。

5.2.2 生成工程

在chromium/src下执行：

./components/cronet/tools/cr_cronet.py gn --release --out_dir=out/Release

这里可以决定是产生Debug版还是Release版。

5.2.3 编译

在chromium/src下执行：

ninja -C out\Release cronet_package

在chromium/src/out/Release目录下会生成cronet目录：

cronet
|-- api_version.txt
|-- AUTHORS
|-- cronet_api.jar
|-- cronet_api-src.jar
|-- cronet_impl_common_java.jar
|-- cronet_impl_common_java-src.jar
|-- cronet_impl_common_proguard.cfg
|-- cronet_impl_native_java.jar
|-- cronet_impl_native_java-src.jar
|-- cronet_impl_native_proguard.cfg
|-- cronet_impl_platform_java.jar
|-- cronet_impl_platform_java-src.jar
|-- cronet_impl_platform_proguard.cfg
|-- cronet-sample-src.jar
|-- javadoc
|-- libs
|-- LICENSE
|-- README.md.html
|-- res
|-- symbols
|-- test
`-- VERSION

jar包为Android使用的库文件，lib目录下为Native动态库，symbols目录下为Native动态库对应的符号文件。

5.3 iOS

5.3.1 下载Chromium

按照chromium的官方编译文档，配置环境并下载chromium代码。注意checkout到较新的稳定版tag。

5.3.2 生成工程

在chromium/src下执行：

./components/cronet/tools/cr_cronet.py -i gn --release --out_dir=out/Release

这里可以决定是产生Debug版还是Release版。

5.3.3 编译

在chromium/src下执行：

ninja -C out\Release cronet_package

在chromium/src/out/Release目录下会生成：

• Cronet.framework，动态库；
• Static/Cronet.framework，静态库；
• Cronet.dSYM，用于线上崩溃问题的堆栈解析。

6 编译FFmpeg

6.1 获取支持Cronet的FFmpeg代码

git clone https://github.com/sonysuqin/FFmpeg-Quic-Cronet.git
git checkout -b 4.1.cronet remotes/origin/4.1.cronet

6.2 编译

6.2.1 Windows

6.2.1.1 安装依赖

需要安装mingw32/msys2环境，然后安装GCC、SDL2等FFmpeg通常需要依赖的工具，主要参考了以下这些网页：
《msys2和SDL2环境搭建》
《windows下编译FFMPEG篇》
《Windows10平台编译ffmpeg 4.0.2，生成ffplay》

6.2.1.2 处理cronet库的符号

使用mingw32，在chromium/src/out/Debug目录下，执行：

gendef cronet.73.0.3683.75.dll
dlltool --kill-at -d cronet.73.0.3683.75.def --dllname cronet.73.0.3683.75.dll -l cronet.73.0.3683.75.a

注意自己修改cronet的版本号。

6.2.1.3 编译

在FFmpeg目录下，执行：

mkdir build_debug
cd build_debug
../configure --prefix=/d/log/ffmpeg_debug --disable-static --enable-shared \--enable-debug=3 --disable-optimizations --disable-stripping \--enable-gpl --enable-version3 --enable-sdl --disable-mmx \--arch=x86 --enable-libcronet \--extra-cflags="-I/d/work/google/chromium/src/components/cronet/native/include -I/d/work/google/chromium/src/components/cronet/native/generated" \--extra-ldflags=-L/d/work/google/chromium/src/out/Debug \--extra-libs=-lcronet.73.0.3683.75
make && make install

6.2.2 Android

6.2.2.1 编译环境

软件	版本
Ubuntu	16.04
NDK	r17c

6.2.2.2 编译

在FFmpeg目录下，执行：

./build_android.sh

可以在脚本中自行指定输出目录，默认在当前目录的android目录下。

6.2.3 iOS

6.2.3.1 编译环境

软件	版本
macos	10.14
xcode	10.3

6.2.3.2 安装gas-preprocessor和yasm

参考FFmpeg-iOS-build-script，安装gas-preprocessor和yasm。

6.2.3.3 编译

在FFmpeg目录下，执行：

./build_ios.sh

可以在脚本中自行指定输出目录，默认在当前上级目录的thin目录下。

7 测试

Windows端可以使用ffplay直接进行测试，用mingw32进入FFmpeg的输出目录，执行：

./ffplay cronets://roblin.cn/video/mao.mp4

Debug版需要同时拷贝mingw环境的依赖库到FFmpeg输出目录下，例如/mingw32/bin下的dll。

bin
|-- avcodec-58.dll
|-- avcodec.lib
|-- avdevice-58.dll
|-- avdevice.lib
|-- avfilter-7.dll
|-- avfilter.lib
|-- avformat-58.dll
|-- avformat.lib
|-- avutil-56.dll
|-- avutil.lib
|-- cronet.73.0.3683.75.dll
|-- ffmpeg.exe
|-- ffplay.exe
|-- ffprobe.exe
|-- libatomic-1.dll
|-- libbz2-1.dll
|-- libcharset-1.dll
|-- libgcc_s_dw2-1.dll
|-- libgmp-10.dll
|-- libgmpxx-4.dll
|-- libgomp-1.dll
|-- libiconv-2.dll
|-- liblsmash-2.dll
|-- liblzma-5.dll
|-- libminizip-1.dll
|-- libopenal-1.dll
|-- libquadmath-0.dll
|-- libssp-0.dll
|-- libstdc++-6.dll
|-- libvulkan-1.dll
|-- libwinpthread-1.dll
|-- libx264-157.dll
|-- postproc-55.dll
|-- postproc.lib
|-- SDL2.dll
|-- swresample-3.dll
|-- swresample.lib
|-- swscale-5.dll
|-- swscale.lib
`-- zlib1.dll

其他平台的测试需要编写程序，调用FFmpeg的avformat API，传入URL：cronets://roblin.cn/video/mao.mp4。
如果想用浏览器测试QUIC可以直接点播放。

8 关于QUIC服务端

目前在roblin.cn上部署了一个我们自己开发的支持QUIC的Nginx，代码地址：https://github.com/evansun922/nginx-quic。

这篇关于FFmpeg支持Cronet(Chromium网络库)的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！

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