與其說是分析，不如說是學(xué)習(xí)，只是看在自己第一次寫系列文章的份上，給足自己面子，取個(gè)有"深度"的題目！如有人被題目所蒙騙進(jìn)來，還望見諒！

URLProtocol,URLContext和ByteIOContext是FFMpeg操作文件(即I/O，包括網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流)的結(jié)構(gòu)，這幾個(gè)結(jié)構(gòu)現(xiàn)實(shí) 的功能類似于C++的多態(tài)繼承吧，C++的多態(tài)是通過子類繼承實(shí)現(xiàn)，而FFMpeg的“多態(tài)”是通過靜態(tài)對(duì)像現(xiàn)實(shí)。這部分的代碼非常值得C程序借鑒，我是 說，如果你要在C里實(shí)現(xiàn)類似C++多態(tài)性的功能；比如當(dāng)你要區(qū)分你老婆和情人之間的不同功能時(shí)。

     好了，先來看一下這三個(gè)struct的定義吧

typedef struct URLProtocol { 
 
    const char *name;        //Rotocol名稱  
    int (*url_open)(URLContext *h, const char *url, int flags); //open函數(shù)指針對(duì)象,以下類似 
    int (*url_read)(URLContext *h, unsigned char *buf, int size);   
    int (*url_write)(URLContext *h, unsigned char *buf, int size); 
 
    int64_t (*url_seek)(URLContext *h, int64_t pos, int whence); 
 
    int (*url_close)(URLContext *h); 
 
    struct URLProtocol *next; //指向下一個(gè)URLProtocol，具體說明見備注1 
 
    int (*url_read_pause)(URLContext *h, int pause); 
 
    int64_t (*url_read_seek)(URLContext *h, int stream_index,int64_t timestamp, int flags); 
 
    int (*url_get_file_handle)(URLContext *h); 
 
} URLProtocol; 

備注1：FFMpeg所有的Protol類型都用這個(gè)變量串成一個(gè)鏈表，表頭為avio.c里的URLProtocol *first_protocol = NULL;

每個(gè)文件類似都有自己的一個(gè)URLProtocol靜態(tài)對(duì)象，如libavformat/file.c里

URLProtocol file_protocol = { 
    "file", 
    file_open, 
    file_read, 
    file_write, 
    file_seek, 
    file_close, 
    .url_get_file_handle = file_get_handle, 
}; 

再通過av_register_protocol()將他們鏈接成鏈表。在FFMpeg中所有的URLProtocol對(duì)像值都在編譯時(shí)確定。

typedef struct URLContext { 
#if LIBAVFORMAT_VERSION_MAJOR >= 53 
    const AVClass *av_class; ///< information for av_log(). Set by url_open(). 
#endif 
    struct URLProtocol *prot;
//指向具體的I/0類型，在運(yùn)行時(shí)通過文件URL確定，如是file類型時(shí)就是file_protocol           
    int flags; 
    int is_streamed;
/**< true if streamed (no seek possible), default = false */ 
    int max_packet_size;
/**< if non zero, the stream is packetized with this max packet size */ 
    void *priv_data;//指向具體的I/O句柄 
    char *filename; /**< specified URL */ 
} URLContext; 

不同于URLProtocol對(duì)象值在編譯時(shí)確定，URLContext對(duì)象值是在運(yùn)行過程中根據(jù)輸入的I/O類型動(dòng)態(tài)確定的。這一動(dòng)一靜組合起到了C++的多態(tài)繼承一樣的作用。URLContext像是基類，為大家共同所有，而URLProtocol像是子類部分。

typedef struct { 
    unsigned char *buffer; 
    int buffer_size; 
    unsigned char *buf_ptr, *buf_end; 
    void *opaque; 
    int (*read_packet)(void *opaque, uint8_t *buf, int buf_size); 
    int (*write_packet)(void *opaque, uint8_t *buf, int buf_size); 
    int64_t (*seek)(void *opaque, int64_t offset, int whence); 
    int64_t pos; /**< position in the file of the current buffer */ 
    int must_flush; /**< true if the next seek should flush */ 
    int eof_reached; /**< true if eof reached */ 
    int write_flag;  /**< true if open for writing */ 
    int is_streamed; 
    int max_packet_size; 
    unsigned long checksum; 
    unsigned char *checksum_ptr; 
    unsigned long (*update_checksum)(unsigned long checksum
, const uint8_t *buf, unsigned int size); 
    int error;         ///< contains the error code or 0 if no error happened 
    int (*read_pause)(void *opaque, int pause); 
    int64_t (*read_seek)(void *opaque, int stream_index, 
                         int64_t timestamp, int flags); 
} ByteIOContext; 

ByteIOContext是URLContext和URLProtocol 一個(gè)擴(kuò)展，也是FFMpeg提供給用戶的接口，URLContext 和URLProtocol對(duì)用戶是透明，我們所有的操作是通過ByteIOContext現(xiàn)實(shí)。這幾個(gè)struct的相關(guān)的關(guān)鍵函數(shù)有：

int av_open_input_file(AVFormatContext **ic_ptr, const char *filename, 
                       AVInputFormat *fmt, 
                       int buf_size, 
                       AVFormatParameters *ap) 
{ 
    int url_fopen(ByteIOContext **s, const char *filename, int flags) 
    { 
         url_open(URLContext **puc, const char *filename, int flags) 
         { 
               URLProtocol *up; 
               //根據(jù)filename確定up 
url_open_protocol (URLContext **puc, struct URLProtocol *up, const char *filename, int flags) 
               { 
//初始化URLContext對(duì)像，并通過 up->url_open()將I/O打開將I/O fd賦值給URLContext的priv_data對(duì)像 
               } 
         } 
         url_fdopen(ByteIOContext **s, URLContext *h) 
         { 
               //初始化ByteIOContext 對(duì)像 
         } 
    } 
} 

我們先看一下音視頻播放器的大概結(jié)構(gòu)(個(gè)人想法，不保證正確)：1、數(shù)據(jù)源輸入(Input)->2、文件格式解析器(Demux)->3、 音視頻解碼(Decoder)->4、顏色空間轉(zhuǎn)換(僅視頻)->5、渲染輸出(Render Output)。前一篇介紹的幾個(gè)struct是數(shù)據(jù)源輸入模塊里的內(nèi)容，哪么這一帖所講的就是第二個(gè)模塊即文件格式解析器里用到的內(nèi)容。

      AVInputFormat、AVOutputFormat與URLProtocol類似，每一種文件類型都有一個(gè)AVInputFormat和 AVOutputFormat靜態(tài)對(duì)像并通過av_register_input_format和av_register_output_format函 數(shù)鏈成一個(gè)表，其表頭在utils.c：

/** head of registered input format linked list */

AVInputFormat *first_iformat = NULL;

/** head of registered output format linked list */

AVOutputFormat *first_oformat = NULL;

AVInputFormat和AVOutputFormat的定義分別在avformat.h，代碼很長，不貼出來浪費(fèi)空間了。

當(dāng)程序運(yùn)行時(shí)，AVInputFormat對(duì)像的

int av_open_input_file(AVFormatContext **ic_ptr, const char *filename, 
                       AVInputFormat *fmt, 
                       int buf_size, 
                       AVFormatParameters *ap) 
{ 
     fmt = av_probe_input_format(pd, 0);//返回該文件的AVInputFormat類型 
} 

至于AVOutputFormat嘛，下次再說吧，晚安！

   AVFormatContext在FFMpeg里是一個(gè)非常重要的的結(jié)構(gòu)，是其它輸入、輸出相關(guān)信息的一個(gè)容器，需要注意的是其中兩個(gè)成員：

 前幾篇說的都還是數(shù)據(jù)源文件格式解析部分，哪么解析完后呢，讀出的數(shù)據(jù)流保存在哪呢？正是現(xiàn)在講的AVStream對(duì)像，在AVInputFormat 的read_header中初始化AVFormatContext對(duì)像時(shí)，他會(huì)解析出該輸入文件有哪些類型的數(shù)據(jù)流，并初始化 AVFormatContext的AVStream *streams[MAX_STREAMS];一個(gè)AVStream代表一個(gè)流對(duì)像，如音頻流、視頻流，nb_streams記錄流對(duì)像個(gè)數(shù)。主版本號(hào)大 于53時(shí)MAX_STREAMS為100，小于53為20。AVStream也是個(gè)容器，其

void *priv_data;//

成員變量指向具體的Stream類型對(duì)像，如AVIStream。其

AVCodecContext *actx;//記錄具體的編解容器，這個(gè)下面會(huì)講

也在這讀頭文件信息里初始化。

主要相關(guān)的函數(shù)有

int av_open_input_file(AVFormatContext **ic_ptr, const char *filename, 
                       AVInputFormat *fmt, 
                      int buf_size, 
                       AVFormatParameters *ap) 
{ 
    av_open_input_stream(AVFormatContext **ic_ptr,ByteIOContext *pb
, const char *filename,AVInputFormat *fmt, AVFormatParameters *ap) 
    { 
         fmt.read_header()//調(diào)用具體的AVInputFormat的read_header，如avi_read_header 
         { 
               //根據(jù)文件頭信息初始化AVStream *streams及AVStream里的 
               //void *priv_data和AVCodecContext *actx;成員對(duì)像 
         }         
    } 
} 

他們之間的關(guān)系和URLProtocol、URLContext之間是一樣的，AVCodecContext動(dòng)態(tài)的記錄一個(gè)解碼器的上下文信息，而 AVCodec是每個(gè)解碼器都會(huì)擁有一個(gè)自己的靜態(tài)對(duì)像，并通過avcodec_register()函數(shù)注冊(cè)成一個(gè)鏈表，表頭在utils.c里定義

static AVCodec *first_avcodec = NULL;

AVCodecContext的enum CodecID codec_id成員記錄者當(dāng)前數(shù)據(jù)流的Codec，void *priv_data記錄具體Codec所對(duì)應(yīng)的上下文信息對(duì)像的指針，如MsrleContext。這三個(gè)結(jié)合起來現(xiàn)實(shí)數(shù)據(jù)解碼的作用。我們可以傻逼的 認(rèn)為AVCodecContext是這個(gè)解碼模塊的容器類，Codec是操作函數(shù)集合，類似MsrleContext的就是操作數(shù)據(jù)對(duì)像。

他們之間關(guān)系的確立：

每一個(gè)解碼類型都會(huì)有自己的Codec靜態(tài)對(duì)像，Codec的int priv_data_size記錄該解碼器上下文的結(jié)構(gòu)大小，如MsrleContext。這些都是編譯時(shí)確定的，程序運(yùn)行時(shí)通過 avcodec_register_all()將所有的解碼器注冊(cè)成一個(gè)鏈表。在av_open_input_stream()函數(shù)中調(diào)用 AVInputFormat的read_header()中讀文件頭信息時(shí)，會(huì)讀出數(shù)據(jù)流的CodecID，即確定了他的解碼器Codec。

typedef struct AVPicture { 
    uint8_t *data[4]; 
    int linesize[4];       ///< number of bytes per line 
} AVPicture; 
 
typedef struct AVFrame 
{ 
   uint8_t *data[4]; // 有多重意義，其一用NULL 來判斷是否被占用 
   int linesize[4]; 
   uint8_t *base[4]; // 有多重意義，其一用NULL 來判斷是否分配內(nèi)存 
   //......其他的數(shù)據(jù) 
} AVFrame; 

從定義上可知，AVPicture是AVFrame的一個(gè)子集，他們都是數(shù)據(jù)流在編解過程中用來保存數(shù)據(jù)緩存的對(duì)像，從int av_read_frame(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)函數(shù)看，從數(shù)據(jù)流讀出的數(shù)據(jù)首先是保存在AVPacket里，也可以理解為一個(gè)AVPacket最多只包含一個(gè)AVFrame，而一個(gè) AVFrame可能包含好幾個(gè)AVPacket，AVPacket是種數(shù)據(jù)流分包的概念。記錄一些音視頻相關(guān)的屬性值，如pts,dts等，定義如下：

typedef struct AVPacket {    
    int64_t pts;    
    int64_t dts; 
    uint8_t *data; 
    int   size; 
    int   stream_index; 
    int   flags;    
    int   duration; 
    void  (*destruct)(struct AVPacket *); 
    void  *priv; 
    int64_t pos; //< byte position in stream, -1 if unknown    
    int64_t convergence_duration; 
} AVPacket;