搭建RTSP服务器

本文介绍如何使用 live555 搭建 RTSP 服务器，重点分析继承 FramedSource 类的实现方式。

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一、简介

使用 live555 实现实时流推送，网上有很多例子，其结构大致都是一样的：

1.1 基本结构

1. 以 FramedSource 为基类，自定义一个子类，用于获取要推送的媒体流数据。在这个类中，一般使用 ffmpeg 将 raw video 编码为对应格式的 ES 流。

2. 如果要实现的是多播场景（比如投屏、会议），那么实现一个 PassiveServerMediaSubsession 的实例，指定多播地址，主动调用 startPlay 来推送数据。

3. 如果要实现的是单播场景（注意：RTP-over-UDP 和 RTP-over-TCP 都是单播），那么就要以 OnDemandServerMediaSubsession 为基类，自定义一个 SubSession，将自定义的 Source 关联到这个 SubSession 中。当访问这个 SubSession 时，就会创建对应的 Source 和 Sink，然后开始推送数据。

1.2 开发者需要做的工作

RTSP 服务器的核心部分（任务调度、数据接收与发送等）可以直接使用 live555 官方例子 testOnDemandRTSPServer 中的核心部分，开发者需要做的主要工作如下：

1. 以 FramedSource 为基类，自定义一个子类：用于获取要推送的媒体流数据。

2. 以 OnDemandServerMediaSubsession 为基类，自定义一个 SubSession：将上述自定义的 Source 关联到这个 SubSession 中。当访问这个 SubSession 时，就会创建对应的 Source 和 Sink，然后开始推送数据。

3. 将自定义的 SubSession 加入到 ServerMediaSession 中。

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二、继承 FramedSource 类的分析

以项目 liveRtspServer 为例进行分析。该项目实现了：

• 从摄像头获取 YUV 数据
• 使用 x264 将 YUV 编码为 H264
• 使用 live555 将 H264 推流

2.1 继承关系

该项目 FramedSource 派生的类有：

• DevFramedSource
• V4l2DevFramedSource
• V4l2H264DevFramedSource

继承关系如下：

V4l2H264DevFramedSource 
        ↓
V4l2DevFramedSource 
        ↓
DevFramedSource 
        ↓
FramedSource

2.2 各个类的作用

类名	主要职责
V4l2H264DevFramedSource	主要负责编码
V4l2DevFramedSource	主要负责从摄像头获取数据
DevFramedSource	主要负责上层交互，上层通过该类中的接口来获取 H264 数据，进而将 H264 数据推送出去

2.3 类之间的联系

上述几个类存在继承关系，可实现动态多态，子类对父类提供功能。

父类定义接口，子类实现功能：

// V4l2DevFramedSource 通过 createFrame() 函数为 DevFramedSource 提供 H264 数据
// createFrame() 在父类 DevFramedSource 中为纯虚函数
// 继承它的类"必须"实现 createFrame() 函数
// 达到子类为父类提供功能的目的

数据流转方式：

V4l2H264DevFramedSource 通过 getFrame() 和 encode() 为 V4l2DevFramedSource 提供 H264 数据：

1. V4l2H264DevFramedSource 将编码好的数据放在队列中
2. V4l2DevFramedSource 先通过 getFrame() 从队列中获取 H264 数据
3. 当队列中没有数据（即 getFrame() 返回 false）时，再调用 encode() 来编码

2.4 设计思想总结

这种分层设计的好处：

1. 职责分离：数据采集、编码、推送各司其职
2. 易于扩展：更换摄像头只需修改 V4l2DevFramedSource，更换编码器只需修改 V4l2H264DevFramedSource
3. 复用性强：DevFramedSource 可以被不同的上层应用复用

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三、实现要点

3.1 FramedSource 核心方法

自定义 FramedSource 子类时，核心需要实现的方法是 doGetNextFrame()：

virtual void doGetNextFrame();

当 live555 需要数据时，会调用此方法。开发者需要在此方法中：

1. 填充 fTo 指向的缓冲区
2. 设置 fFrameSize 为实际数据大小
3. 调用 afterGetting(this) 通知框架数据已准备好

3.2 数据流向

摄像头/文件 → 自定义FramedSource → H264Framer → RTPSink → 网络

每一层只负责一个微小的任务，通过 Pipeline 模式串联起来。

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参考资料

• liveRtspServer 项目
• Live555实战之搭建RTSP服务器
• live555 源码下载