ffmpeg播放器实现详解 - 音频同步控制

link之家
链接快照平台
输入网页链接，自动生成快照
标签化管理网页链接
1、同步的时间基准

在[公众号：断点实验室]的前述文章中我们提到了3种时间基准，即音频时钟、视频时钟与系统时钟，与音频时钟的原理类似类似，这次我们来介绍视频时钟与系统时钟。
1.1 视频时间戳计算

与音频时钟类似，视频时钟用来追踪当前视频播放的时间戳位置，取值大致等于 当前播放视频帧的pts + 修正值delta 。
在毫秒级别上，若取得视频时钟(即当前帧pts)的时刻，与视频时钟被调用时刻存在延迟，那么，视频时钟需要在被调用时进行修正。
其修正值delta为
delta=[ 取得视频时钟的时刻值video_current_pts_time ] 到 [ 调用get_video_clock时刻值 ] 的间隔时间
double get_video_clock(VideoState *is) {
	double delta=(av_gettime()-is->video_current_pts_time)/1000000.0;
	return is->video_current_pts+delta;
1.2 系统时间戳
系统时钟用来追踪系统时间戳，它的实现非常简单，即取得当前的系统时间。这里以1/1000000秒为单位，是为了便于在各个平台移植。此外，不同流媒体协议，不同媒体格式的时间戳格式也都各不相同，因此，ffmpeg以1/1000000.0作为内部时基的基准。
double get_external_clock(VideoState *is) {
	return av_gettime()/1000000.0;
其中，av_gettime的实现方式可以参考以下注释。
/*-------取得系统当前时间--------
int64_t av_gettime(void){
#if defined(CONFUG_WINCE) 
	return timeGetTime()*int64_t_C(1000);
#elif defined(CONFIG_WIN32)
	struct _timeb tb;
	_ftime(&tb);
	return ((int64_t)tb.time*int64_t_C(1000)+(int64_t)tb.millitm)*int64_t_C(1000);
#else
	struct timeval tv;
	gettimeofday(&tv,NULL);//取得系统当前时间
	return (int64_t)tv.tv_sec*1000000+tv.tv_usec;//以1/1000000秒为单位，便于在各个平台移植
#endif
---------------------------*/
在已经实现的音视频及系统时钟的基础上，可以通过下面的函数，根据主同步源类型来获取相应的时间戳值。
double get_master_clock(VideoState *is) {
	if (is->av_sync_type == AV_SYNC_VIDEO_MASTER) {//检查主同步源类型
		return get_video_clock(is);//返回视频时钟
	} else if (is->av_sync_type == AV_SYNC_AUDIO_MASTER) {
		return get_audio_clock(is);//返回音频时钟
	} else {
		return get_external_clock(is);//返回系统时钟
2、音频同步策略分析
有了同步的时钟源，下面我们可以开始讨论音频的同步策略了。我们先来看下VideoState中为音频同步引入的新变量。
typedef struct VideoState {
    //音频时钟与同步源累计时差，sed for AV difference average computation
    double audio_diff_cum;
	double audio_diff_avg_coef;//音频时钟与同步源时差均值加权系数
	double audio_diff_threshold;//音频时钟与同步源时差均值阈值
	int audio_diff_avg_count;//音频不同步计数(音频时钟与主同步源不同步的次数)
这几个变量引入的目的，是为了追踪音频时钟与主同步源间的时差，同时控制音频同步的时机，具体的用法下面会讲到。
2.1 音频同步原理
与上篇内容中提到的视频同步的原理类似，音频同步也是通过增加或减少音频数据的播放时间来实现的。
回忆一下之前的内容，在视频同步中，我们通过不断的在video_refresh_timer函数中动态估算下一帧相对于当前帧的播放延迟时间，来增加后减少视频帧的播放时间。
音频同步的方式，是直接通过插值或丢帧来实现的。当音频时钟滞后于主时钟时，选择采用插值方式，通过复制最后一个音频数据进行插值，达到与主时钟同步的目的。
因为音频帧播放不能像视频帧那样忽快忽慢，否则听到的声音会产生失真变形，因此，在适当的时机通过插值及丢帧的方式，最大程度的避免因为同步操作带来的副作用。
音频同步的原理可以用下面两张图来解释。
当音频时钟超前于主时钟时，直接采取丢帧方式，将超前主时钟时间对应的采样数据直接丢弃，达到与主时钟同步的目的。
2.2 音频同步实现
有了上面的原理分析，下面我们来看下音频同步时的插值及丢帧部分的核心代码。
int synchronize_audio(VideoState *is, short *samples, int samples_size, double pts) {
	if (wanted_size<samples_size) {//比对同步后的音频缓存数据长度与原始缓存长度
		samples_size=wanted_size;//Remove samples，用丢帧后的音频缓存长度更新原始缓存长度
	} else if (wanted_size>samples_size) {//若同步后缓存长度大于当前缓存长度
		//Add samples by copying final sample，通过复制最后一个音频数据进行插值
		//int nb=samples_size-wanted_size;
		int nb=wanted_size-samples_size;//计算插值后缓存长度与原始缓存长度间的差值(需要插值的音频数据组数)
		uint8_t *samples_end=(uint8_t*)samples+samples_size-pcm_bytes;//取得缓存末端数据指针
		uint8_t *q=samples_end+pcm_bytes;//初始插值位置|<-----samples----->||q|
		while (nb>0) {//检查插值音频组数(每组包括两个声道的pcm数据)
			memcpy(q,samples_end,pcm_bytes);//在samples原始缓存后追加插值
			q += pcm_bytes;//更新插值位置
			nb -= pcm_bytes;//更新插值组数
		samples_size=wanted_size;//返回音频同步后的缓存长度
代码已经注释的非常清楚了，函数在插值时，需要根据与主时钟的时差，计算插值数据的长度及位置，大家可以自己动手调试下。
2.3 音频同步时机选择
通常情况下，视频播放的速率一般会维持到25fps左右，也就是说，一个视频帧的播放时间大约在40ms左右。
而一个音频帧的播放大约只有二十几毫秒，如44100Hz采样率包含1024个采样点的aac音频帧，每帧的播放时间约为22.32ms。
音频帧的播放时间与视频帧完全不相等，音视频之间会一直处于不同步的状态。同步是相对的、暂时的，而不同步则是绝对的，长期的。
因此，音频同步时间的选择也很重要，我们还需要选择合适的时机对音频进行同步，毕竟，音频的同步过程涉及插值与丢帧，可能会造成声音波形短暂的不平滑。
我们需要一种策略，来限制音频同步操作的次数，即丢帧与插值的次数。这里通过我们之前引入的audio_diff_avg_count变量来追踪音频不同步的次数，当判定音频时钟与主同步源的时差大于某个阈值时，增加音频不同步的次数，直到不同步的次数达到某个阈值时，触发丢帧或插值动作。
int synchronize_audio(VideoState *is, short *samples, int samples_size, double pts) {
	if (is->audio_diff_avg_count<AUDIO_DIFF_AVG_NB) {//将音频不同步计数与阈值进行比对
		//not enough measures to have a correct estimate
		is->audio_diff_avg_count++;//音频不同步计数更新
	} else {//当音频不同步次数超过阈值限定后，触发音频同步操作
此外，在计算音频与主时钟的时差时还需要注意，时差不会朝一个方向一直递增，而是会上下波动。如第一次时差30ms，第二次时差40ms，第三次时差又是30ms。
那么能否直接取多个时差的平均值呢？这里我们是以加权方式的均值来评估时差的大小，通过增加最近一次时差的权重值，降低早期时差的权重，达到随着时间的推进，每次不同步的时差对总时差的贡献依次递减的目的。
我们可以通过下面公式进行计算

新总时差 = 新时差 + 系数 * 旧总时差
通过加权系数能很好的降低前面的时差对总时差的影响。
int synchronize_audio(VideoState *is, short *samples, int samples_size, double pts) {
    if (diff<AV_NOSYNC_THRESHOLD) {//检查音频是否处于不同步状态(通过AV_NOSYNC_THRESHOLD限制丢弃的音频数据长度，避免出现声音不连续)
			//Accumulate the diffs，对时差加权累加(离当前播放时间近的时差权值系数大)
			is->audio_diff_cum=diff+is->audio_diff_avg_coef*is->audio_diff_cum;
			if (is->audio_diff_avg_count<AUDIO_DIFF_AVG_NB) {//将音频不同步计数与阈值进行比对
				//not enough measures to have a correct estimate
				is->audio_diff_avg_count++;//音频不同步计数更新
			} else {//当音频不同步次数超过阈值限定后，触发音频同步操作
				avg_diff=is->audio_diff_cum*(1.0-is->audio_diff_avg_coef);//计算时差均值(等比级数几何平均数)
				if (fabs(avg_diff)>=is->audio_diff_threshold) {//比对时差均值与时差阈值
					wanted_size=samples_size+((int)(diff*is->audio_st->codec->sample_rate)*pcm_bytes);//根据时差换算同步后的缓存长度
					min_size=samples_size*((100-SAMPLE_CORRECTION_PERCENT_MAX)/100);//同步后的缓存长度最小值
					max_size=samples_size*((100+SAMPLE_CORRECTION_PERCENT_MAX)/100);//同步后的缓存长度最大值
最后顺便提一下，aac音频帧的播放时间可通过下面的方式进行推导计算，感兴趣的同学可以了解一下下面的推导过程，网上大多数文章只给出结果，却不知道为什么是这样。这部分内容不作为学习的重点。
通常情况下aac有以下几种采样规格，感兴趣的同学可以进一步了解aac编码规范，这里直接给出结论。
PROFILE
SAMPLES
我们以AAC-LC(Low-Complexity profile)为例，即一个aac音频帧中包含某段时间内1024个采样值，那么

一个AAC帧音频帧的播放时间 = 1000 * AAC帧包含的采样样本个数 / 采样率
这里以44.1kHz的音频采样率为例进行说明，假设一个aac音频帧中包含某段时间内1024个采样值，在44.1k的采样率下，一秒内需要采样43.066次
44100 / 1024 = 43.066
那么一次的采样时间，也就是打包一帧aac时间可由下面方法计算
1000/43.066 = 23.22 ms
将两步合并后结果如下
23.22 ms = 1000 * 1024/44100
即 AAC帧的播放时间 = 1000 * samples / 采样率
3、源码编译验证
源码的编译方法和之前的例程完全相同，源码可采用如下Makefile脚本进行编译
tutorial06: tutorial06.c
	gcc -o tutorial06 -g3 tutorial06.c -I${FFMPEG_INCLUDE} -I${SDL_INCLUDE}  \
	-L${FFMPEG_LIB} -lavutil -lavformat -lavcodec -lswscale -lswresample -lz -lm \
	`sdl-config --cflags --libs`
clean:
	rm -rf tutorial06
执行make命令开始编译，编译完成后，可在源码目录生成名为[tutorial06]的可执行文件。
与ffplay的使用方法类似，执行[tutorial06 url]命令，url可以选择本地视频文件，或媒体流地址。
./tutorial06 ./xxx.mp4
输入Ctrl+C结束程序运行
4、源码清单
源码在上篇内容基础上，主要增加了视频时间戳推算及音频同步的代码，按照惯例，源码几乎每行都有注释，方便大家调试理解
// tutorial06.c
// A pedagogical video player that really works!
// This tutorial was written by Stephen Dranger (dranger@gmail.com).
// and a tutorial by Martin Bohme (boehme@inb.uni-luebeckREMOVETHIS.de)
// Tested on Gentoo, CVS version 5/01/07 compiled with GCC 4.1.1
// Updates tested on:
// Mac OS X 10.11.6
// Apple LLVM version 8.0.0 (clang-800.0.38)
// Use 
// $ gcc -o tutorial06 tutorial06.c -lavutil -lavformat -lavcodec -lswscale -lz -lm `sdl-config --cflags --libs`
// to build (assuming libavutil/libavformat/libavcodec/libswscale are correctly installed your system).
// Run using
// $ tutorial06 myvideofile.mpg
// to play the video.
#include <libavcodec/avcodec.h>
#include <libavformat/avformat.h>
#include <libavformat/avio.h>
#include <libswscale/swscale.h>
#include <libavutil/avstring.h>
#include <libavutil/time.h>
#include <SDL.h>
#include <SDL_thread.h>
#ifdef __MINGW32__
#undef main // Prevents SDL from overriding main().
#endif
#include <stdio.h>
#include <math.h>
#define SDL_AUDIO_BUFFER_SIZE 1024
#define MAX_AUDIO_FRAME_SIZE 192000
#define MAX_AUDIOQ_SIZE (5 * 16 * 1024)
#define MAX_VIDEOQ_SIZE (5 * 256 * 1024)
#define AV_SYNC_THRESHOLD 0.01//前后两帧间的显示时间间隔的最小值0.01s
#define AV_NOSYNC_THRESHOLD 10.0//最小刷新间隔时间10ms
#define SAMPLE_CORRECTION_PERCENT_MAX 10
#define AUDIO_DIFF_AVG_NB 20
#define FF_ALLOC_EVENT (SDL_USEREVENT)
#define FF_REFRESH_EVENT (SDL_USEREVENT + 1)
#define FF_QUIT_EVENT (SDL_USEREVENT + 2)
#define VIDEO_PICTURE_QUEUE_SIZE 1
#define DEFAULT_AV_SYNC_TYPE AV_SYNC_VIDEO_MASTER//指定以视频时钟为主同步源(时间基准)
SDL_Surface *screen;//SDL绘图表面，A structure that contains a collection of pixels used in software blitting
uint64_t global_video_pkt_pts = AV_NOPTS_VALUE;
enum {//同步时钟源
	AV_SYNC_AUDIO_MASTER,//音频时钟为主同步源
	AV_SYNC_VIDEO_MASTER,//视频时钟为主同步源
	AV_SYNC_EXTERNAL_MASTER,//外部时钟为主同步源
/*-------取得系统当前时间--------
int64_t av_gettime(void){
#if defined(CONFUG_WINCE) 
	return timeGetTime()*int64_t_C(1000);
#elif defined(CONFIG_WIN32)
	struct _timeb tb;
	_ftime(&tb);
	return ((int64_t)tb.time*int64_t_C(1000)+(int64_t)tb.millitm)*int64_t_C(1000);
#else
	struct timeval tv;
	gettimeofday(&tv,NULL);//取得系统当前时间
	return (int64_t)tv.tv_sec*1000000+tv.tv_usec;//以1/1000000秒为单位，便于在各个平台移植
#endif
---------------------------*/
/*-------链表节点结构体--------
typedef struct AVPacketList {
    AVPacket pkt;//链表数据
    struct AVPacketList *next;//链表后继节点
} AVPacketList;
---------------------------*/
//数据包队列(链表)结构体
typedef struct PacketQueue {
	AVPacketList *first_pkt, *last_pkt;//队列首尾节点指针
	int nb_packets;//队列长度
	int size;//保存编码数据的缓存长度，size=packet->size
	SDL_mutex *qlock;//队列互斥量，保护队列数据
	SDL_cond *qready;//队列就绪条件变量
} PacketQueue;
//图像图像结构体
typedef struct VideoPicture {
	SDL_Overlay *bmp;//SDL画布overlay
	int width, height;//Source height & width
	int allocated;//是否分配内存空间，视频帧转换为SDL overlay标识
	double pts;//当前图像帧的绝对显示时间戳
} VideoPicture;
//核心数据集，将用于播放控制的所有参数整合在一起，便于在各个机构中使用
typedef struct VideoState {
	AVFormatContext *pFormatCtx;//保存文件容器封装信息及码流参数的结构体
	AVPacket audio_pkt;//保存从队列中提取的数据包
	AVFrame audio_frame;//保存从数据包中解码的音频数据
	AVStream *video_st;//视频流信息结构体指针
	AVStream *audio_st;//音频流信息结构体指针
	struct SwsContext *sws_ctx;//描述转换器参数的结构体
	AVIOContext *io_context;
	PacketQueue videoq;//视频编码数据包队列(编码数据队列，以链表方式实现)
	//解码后的图像帧队列(解码数据队列，以数组方式实现)，渲染逻辑就会从pictq获取数据，同时解码逻辑又会往pictq写入数据
	VideoPicture pictq[VIDEO_PICTURE_QUEUE_SIZE];
	int pictq_size, pictq_rindex, pictq_windex;//队列长度，读/写位置索引
	SDL_mutex *pictq_lock;//队列读写锁对象，保护图像帧队列数据
	SDL_cond *pictq_ready;//队列就绪条件变量
	PacketQueue audioq;//音频编码数据包队列(编码数据队列，以链表方式实现)
	uint8_t audio_buf[(MAX_AUDIO_FRAME_SIZE*3)/2];//保存解码一个packet后的多帧原始音频数据(解码数据队列，以数组方式实现)
	unsigned int audio_buf_size;//解码后的多帧音频数据长度
	unsigned int audio_buf_index;//累计写入声卡缓存的长度(已输出音频数据大小)
	uint8_t *audio_pkt_data;//编码数据缓存指针位置
	int audio_pkt_size;//缓存中剩余的编码数据长度(是否已完成一个完整的pakcet包的解码，一个数据包中可能包含多个音频编码帧)
	int audio_hw_buf_size;
	int videoStream, audioStream;//音视频流类型标号
	SDL_Thread *parse_tid;//数据包解析线程id(demux解复用线程id)
	SDL_Thread *video_tid;//解码线程id
	char filename[1024];//输入文件完整路径名
	int quit;//全局退出进程标识，在界面上点了退出后，告诉线程退出
	//video/audio_clock save pts of last decoded frame/predicted pts of next decoded frame
	double video_clock;//keep track of how much time has passed according to the video 视频已播放时间，用于预测下一帧动态刷新的延迟时间
	double audio_clock;//音频已播放时间
	double frame_timer;//视频播放到当前帧时的累计已播放时间
	double frame_last_pts;//上一帧图像的显示时间戳，用于在video_refersh_timer中保存上一帧的pts值
	double frame_last_delay;//上一帧图像的动态刷新延迟时间
	int av_sync_type;//主同步源类型
	double external_clock;//External clock base
	int64_t external_clock_time;//外部时钟的绝对时间
	double audio_diff_cum;//音频时钟与同步源累计时差，sed for AV difference average computation
	double audio_diff_avg_coef;//音频时钟与同步源时差均值加权系数
	double audio_diff_threshold;//音频时钟与同步源时差均值阈值
	int audio_diff_avg_count;//音频不同步计数(音频时钟与主同步源存在不同步的次数)
	double video_current_pts;//当前帧显示时间戳，Current displayed pts (different from video_clock if frame fifos are used)
	int64_t video_current_pts_time;//取得video_current_pts的系统时间，time (av_gettime) at which we updated video_current_pts - used to have running video pts
} VideoState;// Since we only have one decoding thread, the Big Struct can be global in case we need it
VideoState *global_video_state;
//数据包队列初始化函数
void packet_queue_init(PacketQueue *q) {
	memset(q, 0, sizeof(PacketQueue));//全零初始化队列结构体对象
	q->qlock = SDL_CreateMutex();//创建互斥量对象
	q->qready = SDL_CreateCond();//创建条件变量对象
//向队列中插入数据包
int packet_queue_put(PacketQueue *q, AVPacket *pkt) {
/*-------准备队列(链表)节点对象------*/
	AVPacketList *pktlist= av_malloc(sizeof(AVPacketList));//在堆上创建链表节点对象
	if (!pktlist) {//检查链表节点对象是否创建成功
		return -1;
	pktlist->pkt = *pkt;//将输入数据包赋值给新建链表节点对象中的数据包对象
	pktlist->next = NULL;//链表后继指针为空
//	if (av_packet_ref(pkt, pkt) < 0) {
//		return -1;
/*---------将新建节点插入队列-------*/		
	SDL_LockMutex(q->qlock);//队列互斥量加锁，保护队列数据
	if (!q->last_pkt) {//检查队列尾节点是否存在(检查队列是否为空)
		q->first_pkt = pktlist;//若不存在(队列尾空)，则将当前节点作队列为首节点
	}else {
		q->last_pkt->next = pktlist;//若已存在尾节点，则将当前节点挂到尾节点的后继指针上，并作为新的尾节点
	q->last_pkt = pktlist;//将当前节点作为新的尾节点
	q->nb_packets++;//队列长度+1
	q->size += pktlist->pkt.size;//更新队列编码数据的缓存长度
	SDL_CondSignal(q->qready);//给等待线程发出消息，通知队列已就绪
	SDL_UnlockMutex(q->qlock);//释放互斥量
	return 0;
//从队列中提取数据包，并将提取的数据包出队列
static int packet_queue_get(PacketQueue *q, AVPacket *pkt, int block) {
	AVPacketList *pktlist;//临时链表节点对象指针
	int ret;//操作结果
	SDL_LockMutex(q->qlock);//队列互斥量加锁，保护队列数据
	for (;;) {
		if (global_video_state->quit) {//检查退出进程标识
			ret = -1;
			break;
		}//end for if
		pktlist = q->first_pkt;//传递将队列首个数据包指针
		if (pktlist) {//检查数据包是否为空(队列是否有数据)
			q->first_pkt = pktlist->next;//队列首节点指针后移
			if (!q->first_pkt){//检查首节点的后继节点是否存在
				q->last_pkt = NULL;//若不存在，则将尾节点指针置空
			q->nb_packets--;//队列长度-1
			q->size -= pktlist->pkt.size;//更新队列编码数据的缓存长度
			*pkt = pktlist->pkt;//将队列首节点数据返回
			av_free(pktlist);//清空临时节点数据(清空首节点数据，首节点出队列)
			ret = 1;//操作成功
			break;
		} else if (!block) {
			ret = 0;
			break;
		} else {//队列处于未就绪状态，此时通过SDL_CondWait函数等待qready就绪信号，并暂时对互斥量解锁
			/*---------------------
			 * 等待队列就绪信号qready，并对互斥量暂时解锁
			 * 此时线程处于阻塞状态，并置于等待条件就绪的线程列表上
			 * 使得该线程只在临界区资源就绪后才被唤醒，而不至于线程被频繁切换
			 * 该函数返回时，互斥量再次被锁住，并执行后续操作
			 --------------------*/
			SDL_CondWait(q->qready, q->qlock);//暂时解锁互斥量并将自己阻塞，等待临界区资源就绪(等待SDL_CondSignal发出临界区资源就绪的信号)
	SDL_UnlockMutex(q->qlock);//释放互斥量
	return ret;
//音频解码函数，从缓存队列中提取数据包、解码，并返回解码后的数据长度(对一个完整的packet解码，将解码数据写入audio_buf缓存，并返回多帧解码数据的总长度)
int audio_decode_frame(VideoState *is, double *pts_ptr) {
	int coded_consumed_size,data_size=0,pcm_bytes;//每次消耗的编码数据长度[input](len1)，输出原始音频数据的缓存长度[output]，每组音频采样数据的字节数
	AVPacket *pkt=&is->audio_pkt;//保存从队列中提取的数据包
	double pts;//音频播放时间戳
	for (;;) {
/*--2、从数据包pkt中不断的解码音频数据，直到剩余的编码数据长度<=0---*/
		while (is->audio_pkt_size>0) {//检查缓存中剩余的编码数据长度(是否已完成一个完整的pakcet包的解码，一个数据包中可能包含多个音频编码帧)
			int got_frame = 0;//解码操作成功标识，成功返回非零值
			//解码一帧音频数据，并返回消耗的编码数据长度
			coded_consumed_size = avcodec_decode_audio4(is->audio_st->codec, &is->audio_frame, &got_frame, pkt);
			if (coded_consumed_size<0) {//检查是否执行了解码操作
				// if error, skip frame.
				is->audio_pkt_size=0;//更新编码数据缓存长度
				break;
			if (got_frame){//检查解码操作是否成功
				//计算解码后音频原始数据长度[output]
				data_size =av_samples_get_buffer_size(NULL,is->audio_st->codec->channels,
				           is->audio_frame.nb_samples,is->audio_st->codec->sample_fmt,1);
				memcpy(is->audio_buf, is->audio_frame.data[0], data_size);//将解码数据复制到输出缓存
			is->audio_pkt_data += coded_consumed_size;//更新编码数据缓存指针位置
			is->audio_pkt_size -= coded_consumed_size;//更新缓存中剩余的编码数据长度
			if (data_size <= 0) {//检查输出解码数据缓存长度
				// No data yet, get more frames.
				continue;
			pts = is->audio_clock;//用每次更新的音频播放时间更新音频PTS
			*pts_ptr = pts;
			/*---------------------
			 * 当一个packet中包含多个音频帧时
			 * 通过[解码后音频原始数据长度]及[采样率]来推算一个packet中其他音频帧的播放时间戳pts
			 * 采样频率44.1kHz，量化位数16位，意味着每秒采集数据44.1k个，每个数据占2字节
			 --------------------*/
			pcm_bytes=2*is->audio_st->codec->channels;//计算每组音频采样数据的字节数=每个声道音频采样字节数*声道数
			/*----更新audio_clock---
			 * 一个pkt包含多个音频frame，同时一个pkt对应一个pts(pkt->pts)
			 * 因此，该pkt中包含的多个音频帧的时间戳由以下公式推断得出
			 * bytes_per_sec=pcm_bytes*is->audio_st->codec->sample_rate
			 * 从pkt中不断的解码，推断(一个pkt中)每帧数据的pts并累加到音频播放时钟
			 --------------------*/
			is->audio_clock+=(double)data_size/(double)(pcm_bytes*is->audio_st->codec->sample_rate);
			// We have data, return it and come back for more later.
			return data_size;//返回解码数据原始数据长度
/*-----------------1、从缓存队列中提取数据包------------------*/
		if (pkt->data){//检查数据包是残留编码数据
			av_packet_unref(pkt);//释放pkt中保存的编码数据
		if (is->quit){//检查退出进程标识
			return -1;
		// Next packet，从队列中提取数据包到pkt
		if (packet_queue_get(&is->audioq, pkt, 1) < 0) {
			return -1;
		is->audio_pkt_data = pkt->data;//传递编码数据缓存指针
		is->audio_pkt_size = pkt->size;//传递编码数据缓存长度
		// If update, update the audio clock w/pts.
		if (pkt->pts != AV_NOPTS_VALUE) {//检查音频播放时间戳
			//获得一个新的packet的时候，更新audio_clock，用packet中的pts更新audio_clock(一个pkt对应一个pts)
			is->audio_clock=av_q2d(is->audio_st->time_base)*pkt->pts;//更新音频已经播的时间
/*------Audio Callback-------
 * 音频输出回调函数，系统通过该回调函数将解码后的pcm数据送入声卡播放,
 * 系统通常一次会准备一组缓存pcm数据(减少低速系统i/o次数)，通过该回调送入声卡，声卡根据音频pts依次播放pcm数据
 * 待送入缓存的pcm数据完成播放后，再载入一组新的pcm缓存数据(每次音频输出缓存为空时，系统就调用此函数填充音频输出缓存，并送入声卡播放)
 * The audio function callback takes the following parameters: 
 * stream: A pointer to the audio buffer to be filled，输出音频数据到声卡缓存
 * len: The length (in bytes) of the audio buffer,缓存长度wanted_spec.samples=SDL_AUDIO_BUFFER_SIZE(1024)
 --------------------------*/ 
void audio_callback(void *userdata, Uint8 *stream, int len) {
	VideoState *is = (VideoState *)userdata;//传递用户数据
	int wt_stream_len, audio_size;//每次送入声卡的数据长度，解码后的数据长度
	double pts;//音频时间戳
	while (len > 0) {//检查音频缓存的剩余长度
		if (is->audio_buf_index >= is->audio_buf_size) {//检查是否需要执行解码操作
			// We have already sent all our data; get more，从缓存队列中提取数据包、解码，并返回解码后的数据长度，audio_buf缓存中可能包含多帧解码后的音频数据
			audio_size = audio_decode_frame(is, &pts);
			if (audio_size < 0) {//检查解码操作是否成功
				// If error, output silence.
				is->audio_buf_size = 1024;
				memset(is->audio_buf, 0, is->audio_buf_size);//全零重置缓冲区
			} else {//在回调函数中增加音频同步过程，即对音频数据缓存进行丢帧(或插值)，以起到降低音频时钟与主同步源时差的目的
				audio_size=synchronize_audio(is,(int16_t*)is->audio_buf,audio_size,pts);//返回音频同步后的缓存长度
				is->audio_buf_size = audio_size;//返回packet中包含的原始音频数据长度(多帧)
			is->audio_buf_index = 0;//初始化累计写入缓存长度
		wt_stream_len = is->audio_buf_size - is->audio_buf_index;//计算解码缓存剩余长度
		if (wt_stream_len > len) {//检查每次写入缓存的数据长度是否超过指定长度(1024)
			wt_stream_len = len;//指定长度从解码的缓存中取数据
		//每次从解码的缓存数据中以指定长度抽取数据并送入声卡
		memcpy(stream, (uint8_t *) is->audio_buf + is->audio_buf_index, wt_stream_len);
		len -= wt_stream_len;//更新解码音频缓存的剩余长度
		stream += wt_stream_len;//更新缓存写入位置
		is->audio_buf_index += wt_stream_len;//更新累计写入缓存数据长度
//视频(图像)帧渲染
void video_display(VideoState *is) {
	SDL_Rect rect;//SDL矩形对象
	VideoPicture *vp;//图像帧结构体指针
	float aspect_ratio;//宽度/高度比
	int w, h, x, y;//窗口尺寸及起始位置
	vp = &is->pictq[is->pictq_rindex];//从图像帧队列(数组)中提取图像帧结构对象
	if (vp->bmp) {//检查像素数据指针是否有效
		if (is->video_st->codec->sample_aspect_ratio.num == 0) {
			aspect_ratio = 0;
		} else {
			aspect_ratio = av_q2d(is->video_st->codec->sample_aspect_ratio) * is->video_st->codec->width / is->video_st->codec->height;
		if (aspect_ratio <= 0.0) {
			aspect_ratio = (float) is->video_st->codec->width / (float) is->video_st->codec->height;
		h = screen->h;
		w = ((int) rint(h * aspect_ratio)) & -3;
		if (w > screen->w) {
			w = screen->w;
			h = ((int) rint(w / aspect_ratio)) & -3;
		x = (screen->w - w) / 2;
		y = (screen->h - h) / 2;
		//设置矩形显示区域
		rect.x = x;
		rect.y = y;
		rect.w = w;
		rect.h = h;
		SDL_DisplayYUVOverlay(vp->bmp, &rect);//图像渲染
//创建/重置图像帧，为图像帧分配内存空间
void alloc_picture(void *userdata) {
	VideoState *is = (VideoState *)userdata;//传递用户数据
	VideoPicture *vp= &is->pictq[is->pictq_windex];//从图像帧队列(数组)中提取图像帧结构对象
	if (vp->bmp) {//检查图像帧是否已存在
		// We already have one make another, bigger/smaller.
		SDL_FreeYUVOverlay(vp->bmp);//释放当前overlay缓存
	// Allocate a place to put our YUV image on that screen，根据指定尺寸及像素格式重新创建像素缓存区
	vp->bmp = SDL_CreateYUVOverlay(is->video_st->codec->width, is->video_st->codec->height, SDL_YV12_OVERLAY, screen);
	vp->width = is->video_st->codec->width;//设置图像帧宽度
	vp->height = is->video_st->codec->height;//设置图像帧高度
	SDL_LockMutex(is->pictq_lock);//锁定互斥量，保护画布的像素数据
	vp->allocated = 1;//图像帧像素缓冲区已分配内存
	SDL_CondSignal(is->pictq_ready);//给等待线程发出消息，通知队列已就绪
	SDL_UnlockMutex(is->pictq_lock);//释放互斥量
/*---------------------------
 * queue_picture：图像帧插入队列等待渲染
 * @is：全局状态参数集
 * @pFrame：保存图像解码数据的结构体
 * @pts：当前图像帧的绝对显示时间戳
 * 1、首先检查图像帧队列(数组)是否存在空间插入新的图像，若没有足够的空间插入图像则使当前线程休眠等待
 * 2、在初始化的条件下，队列(数组)中VideoPicture的bmp对象(YUV overlay)尚未分配空间，通过FF_ALLOC_EVENT事件的方法调用alloc_picture分配空间
 * 3、当队列(数组)中所有VideoPicture的bmp对象(YUV overlay)均已分配空间的情况下，直接跳过步骤2向bmp对象拷贝像素数据，像素数据在进行格式转换后执行拷贝操作
 ---------------------------*/
int queue_picture(VideoState *is, AVFrame *pFrame, double pts) {
/*-------1、检查队列是否有插入空间------*/
	// Wait until we have space for a new pic.
	SDL_LockMutex(is->pictq_lock);//锁定互斥量，保护图像帧队列
	while (is->pictq_size >= VIDEO_PICTURE_QUEUE_SIZE && !is->quit) {//检查队列当前长度
		SDL_CondWait(is->pictq_ready, is->pictq_lock);//线程休眠等待pictq_ready信号
	SDL_UnlockMutex(is->pictq_lock);//释放互斥量
	if (is->quit) {//检查进程退出标识
		return -1;
/*------2、初始化/重置YUV overlay------*/ 	
	// windex is set to 0 initially.
	VideoPicture *vp = &is->pictq[is->pictq_windex];//从图像帧队列中抽取图像帧对象
	// Allocate or resize the buffer，检查YUV overlay是否已存在，否则初始化YUV overlay，分配像素缓存空间
	if (!vp->bmp || vp->width != is->video_st->codec->width || vp->height != is->video_st->codec->height) {
		SDL_Event event;//SDL事件对象
		vp->allocated = 0;//图像帧未分配空间
		// We have to do it in the main thread.
		event.type = FF_ALLOC_EVENT;//指定分配图像帧内存事件
		event.user.data1 = is;//传递用户数据
		SDL_PushEvent(&event);//发送SDL事件
		// wait until we have a picture allocated.
		SDL_LockMutex(is->pictq_lock);//锁定互斥量，保护图像帧队列
		while (!vp->allocated && !is->quit) {//检查当前图像帧是否已初始化(为SDL overlay)
			SDL_CondWait(is->pictq_ready, is->pictq_lock);//线程休眠等待alloc_picture发送pictq_ready信号唤醒当前线程
		SDL_UnlockMutex(is->pictq_lock);//释放互斥量
		if (is->quit) {//检查进程退出标识
			return -1;
/*-------3、拷贝视频帧到YUV overlay------*/ 
	// We have a place to put our picture on the queue.
	// If we are skipping a frame, do we set this to null but still return vp->allocated = 1?	
	AVFrame pict;//临时保存转换后的图像帧像素，与队列中的元素相关联
	if (vp->bmp) {//检查像素数据指针是否有效
		SDL_LockYUVOverlay(vp->bmp);//locks the overlay for direct access to pixel data，原子操作，保护像素缓冲区，避免非法修改
		// Point pict at the queue.
		pict.data[0] = vp->bmp->pixels[0];//将转码后的图像与画布的像素缓冲器关联
		pict.data[1] = vp->bmp->pixels[2];
		pict.data[2] = vp->bmp->pixels[1];
		pict.linesize[0] = vp->bmp->pitches[0];//将转码后的图像扫描行长度与画布像素缓冲区的扫描行长度相关联
		pict.linesize[1] = vp->bmp->pitches[2];//linesize-Size, in bytes, of the data for each picture/channel plane
		pict.linesize[2] = vp->bmp->pitches[1];//For audio, only linesize[0] may be set
		// Convert the image into YUV format that SDL uses，将解码后的图像帧转换为AV_PIX_FMT_YUV420P格式，并拷贝到图像帧队列
		sws_scale(is->sws_ctx,(uint8_t const* const*)pFrame->data,pFrame->linesize,0,is->video_st->codec->height,pict.data,pict.linesize);
		SDL_UnlockYUVOverlay(vp->bmp);//Unlocks a previously locked overlay. An overlay must be unlocked before it can be displayed
		vp->pts = pts;//传递当前图像帧的绝对显示时间戳
		// Now we inform our display thread that we have a pic ready.
		if (++is->pictq_windex==VIDEO_PICTURE_QUEUE_SIZE) {//更新并检查当前图像帧队列写入位置
			is->pictq_windex=0;//重置图像帧队列写入位置
		SDL_LockMutex(is->pictq_lock);//锁定队列读写锁，保护队列数据
		is->pictq_size++;//更新图像帧队列长度
		SDL_UnlockMutex(is->pictq_lock);//释放队列读写锁
	return 0;
//修改FFmpeg内部退出回调对应的函数
int decode_interrupt_cb(void *opaque) {
	return (global_video_state && global_video_state->quit);
/*---------------------------
 * parse_thread：编码数据包解析线程函数(从视频文件中解析出音视频编码数据单元，一个AVPacket的data通常对应一个NAL)
 * 1、直接识别文件格式和间接识别媒体格式
 * 2、打开解码器并启动解码线程
 * 3、分离音视频媒体包并挂接到相应队列
 ---------------------------*/
int parse_thread(void *arg) {
	VideoState *is = (VideoState *)arg;//传递用户参数
	global_video_state = is;//传递全局状态参量结构体
	AVFormatContext *pFormatCtx = NULL;//保存文件容器封装信息及码流参数的结构体
	AVPacket pkt, *packet = &pkt;//在栈上创建临时数据包对象并关联指针
	// Find the first video/audio stream.
	is->videoStream=-1;//视频流类型标号初始化为-1
	is->audioStream=-1;//音频流类型标号初始化为-1s
	int video_index = -1;//视频流类型标号初始化为-1
	int audio_index = -1;//音频流类型标号初始化为-1
	int i;//循环变量
	AVDictionary *io_dict = NULL;
	AVIOInterruptCB callback;
	// Will interrupt blocking functions if we quit!.
	callback.callback = decode_interrupt_cb;
	callback.opaque = is;
	if (avio_open2(&is->io_context, is->filename, 0, &callback, &io_dict)) {
		fprintf(stderr, "Unable to open I/O for %s\n", is->filename);
		return -1;
	// Open video file，打开视频文件，取得文件容器的封装信息及码流参数
	if (avformat_open_input(&pFormatCtx, is->filename, NULL, NULL) != 0)
		return -1; // Couldn't open file.
	is->pFormatCtx = pFormatCtx;//传递文件容器封装信息及码流参数
	// Retrieve stream information，取得文件中保存的码流信息
	if (avformat_find_stream_info(pFormatCtx, NULL) < 0) {
		return -1; // Couldn't find stream information.
	// Dump information about file onto standard error，打印pFormatCtx中的码流信息
	av_dump_format(pFormatCtx, 0, is->filename, 0);
	// Find the first video stream.
	for (i = 0; i < pFormatCtx->nb_streams; i++) {//遍历文件中包含的所有流媒体类型(视频流、音频流、字幕流等)
		if (pFormatCtx->streams[i]->codec->codec_type==AVMEDIA_TYPE_VIDEO && video_index < 0) {//若文件中包含有视频流
			video_index = i;//用视频流类型的标号修改标识，使之不为-1
		if (pFormatCtx->streams[i]->codec->codec_type==AVMEDIA_TYPE_AUDIO && audio_index < 0) {//若文件中包含有音频流
			audio_index = i;//用音频流类型的标号修改标识，使之不为-1
	if (audio_index >= 0) {//检查文件中是否存在音频流
		stream_component_open(is, audio_index);//根据指定类型打开音频流
	if (video_index >= 0) {//检查文件中是否存在视频流
		stream_component_open(is, video_index);//根据指定类型打开视频流
	if (is->videoStream < 0 || is->audioStream < 0) {//检查文件中是否存在音视频流
		fprintf(stderr, "%s: could not open codecs\n", is->filename);
		goto fail;
	// Main decode loop.
	for (;;) {
		if (is->quit) {//检查退出进程标识
			break;
		// Seek stuff goes here，检查音视频编码数据包队列长度是否溢出
		if (is->audioq.size > MAX_AUDIOQ_SIZE || is->videoq.size > MAX_VIDEOQ_SIZE) {
			SDL_Delay(10);
			continue;
		//从文件中依次读取每个图像编码数据包，并存储在AVPacket数据结构中
		if (av_read_frame(is->pFormatCtx, packet) < 0) {
			if (is->pFormatCtx->pb->error == 0) {
				SDL_Delay(100); // No error; wait for user input.
				continue;
			} else {
				break;
		// Is this a packet from the video stream?.
		if (packet->stream_index == is->videoStream) {//检查数据包是否为视频类型
			packet_queue_put(&is->videoq, packet);//向队列中插入数据包
		} else if (packet->stream_index == is->audioStream) {//检查数据包是否为音频类型
			packet_queue_put(&is->audioq, packet);//向队列中插入数据包
		} else {//检查数据包是否为字幕类型
			av_packet_unref(packet);//释放packet中保存的(字幕)编码数据
	// All done - wait for it.
	while (!is->quit) {
		SDL_Delay(100);
fail:
		SDL_Event event;//SDL事件对象
		event.type = FF_QUIT_EVENT;//指定退出事件类型
		event.user.data1 = is;//传递用户数据
		SDL_PushEvent(&event);//将该事件对象压入SDL后台事件队列
	return 0;
/*-----------取得音频时钟-----------
 * 即取得当前播放音频数据的pts，以音频时钟作为音视频同步基准
 * 音视频同步的原理是根据音频的pts来控制视频的播放
 * 也就是说在视频解码一帧后，是否显示以及显示多长时间，是通过该帧的PTS与同时正在播放的音频的PTS比较而来的
 * 如果音频的PTS较大，则视频准备完毕立即刷新，否则等待
 * 因为pcm数据采用audio_callback回调方式进行播放
 * 对于音频播放我们只能得到写入回调函数前缓存音频帧的pts，而无法得到当前播放帧的pts(需要采用当前播放音频帧的pts作为参考时钟)
 * 考虑到音频的大小与播放时间成正比(相同采样率)，那么当前时刻正在播放的音频帧pts(位于回调函数缓存中)
 * 就可以根据已送入声卡的pcm数据长度、缓存中剩余pcm数据长度，缓存长度及采样率进行推算了
 --------------------------------*/
double get_audio_clock(VideoState *is) {
	double pts= is->audio_clock;//Maintained in the audio thread，取得解码操作完成时的当前播放时间戳
	//还未(送入声卡)播放的剩余原始音频数据长度，等于解码后的多帧原始音频数据长度-累计写入声卡缓存的长度
	int hw_buf_size=is->audio_buf_size-is->audio_buf_index;
	int bytes_per_sec = 0;//初始化每秒的原始音频字节数
	int pcm_bytes = is->audio_st->codec->channels*2;//每组原始音频数据字节书=声道数*每声道数据字节数
	if (is->audio_st) {
		bytes_per_sec = is->audio_st->codec->sample_rate * pcm_bytes;//计算每秒的原始音频字节数
	if (bytes_per_sec) {//检查每秒的原始音频字节数是否有效
		pts-=(double)hw_buf_size/bytes_per_sec;//根据写入声卡缓存的索引位置，往前倒推计算当前时刻的音频播放时间戳pts
	return pts;//返回当前正在播放的音频时间戳
/*-----------取得视频时钟-----------
 * 即取得当前播放视频帧的pts，以视频时钟pts作为音视频同步基准，return the current time offset of the video currently being played
 * 该值为当前帧时间戳pts+一个微小的修正值delta
 * 因为在ms的级别上，在毫秒级别上，若取得视频时钟(即当前帧pts)的时刻，与调用视频时钟的时刻(如将音频同步到该视频pts时刻)存在延迟
 * 那么，视频时钟需要在被调用时进行修正，修正值delta为
 * delta=[取得视频时钟的时刻值video_current_pts_time] 到 [调用get_video_clock时刻值] 的间隔时间
 * 通常情况下，都会选择以外部时钟或音频时钟作为主同步源，以视频同步到音频或外部时钟为首选同步方案
 * 以视频时钟作为主同步源的同步方案，属于3种基本的同步方案(同步到音频、同步到视频、同步到外部时钟)
 * 本利仅为展示同步到视频时钟的方法，一般情况下同步到视频时钟仅作为辅助的同步方案
 --------------------------------*/
double get_video_clock(VideoState *is) {
	double delta=(av_gettime()-is->video_current_pts_time)/1000000.0;
	//pts_of_last_frame+(Current_time-time_elapsed_since_pts_value_was_set)
	return is->video_current_pts+delta;
//取得系统时间，以系统时钟作为同步基准
double get_external_clock(VideoState *is) {
	return av_gettime()/1000000.0;//取得系统当前时间，以1/1000000秒为单位，便于在各个平台移植
//取得主时钟(基准时钟)
double get_master_clock(VideoState *is) {
	if (is->av_sync_type == AV_SYNC_VIDEO_MASTER) {
		return get_video_clock(is);//返回视频时钟
	} else if (is->av_sync_type == AV_SYNC_AUDIO_MASTER) {
		return get_audio_clock(is);//返回音频时钟
	} else {
		return get_external_clock(is);//返回系统时钟
/*--------------------------- 
* return the wanted number of samples to get better sync if sync_type is video or external master clock 
* 通常情况下会以音频或系统时钟为主同步源，只有在音频或系统时钟失效的情况下才以视频为主同步源
* 该函数比对音频时钟与主同步源的时差，通过动态丢帧(或插值)部分音频数据，以起到减少(或增加)音频播放时长，减少与主同步源时差的作用
* 该函数对音频缓存数据进行丢帧(或插值)，返回丢帧(或插值)后的音频数据长度
* 因为音频同步可能带来输出声音不连续等副作用，该函数通过音频不同步次数(audio_diff_avg_count)及时差均值(avg_diff)来约束音频的同步过程
---------------------------*/
int synchronize_audio(VideoState *is, short *samples, int samples_size, double pts) {
	double ref_clock;//主同步源(基准时钟)
	int pcm_bytes=is->audio_st->codec->channels*2;//每组音频数据字节数=声道数*每声道数据字节数
	/* if not master, then we try to remove or add samples to correct the clock */
	if (is->av_sync_type != AV_SYNC_AUDIO_MASTER) {//检查主同步源，若同步源不是音频时钟的情况下，执行以下代码
		double diff, avg_diff;//diff-音频帧播放间与主同步源时差，avg_diff-采样不同步平均值
		int wanted_size, min_size, max_size;//经过丢帧(或插值)后的缓存长度，缓存长度最大/最小值
		ref_clock = get_master_clock(is);//取得当前主同步源，以主同步源为基准时间
		diff = get_audio_clock(is) - ref_clock;//计算音频时钟与当前主同步源的时差
		if (diff<AV_NOSYNC_THRESHOLD) {//检查音频是否处于不同步状态(通过AV_NOSYNC_THRESHOLD限制丢弃的音频数据长度，避免出现声音不连续)
			//Accumulate the diffs，对时差加权累加(离当前播放时间近的时差权值系数大)
			is->audio_diff_cum=diff+is->audio_diff_avg_coef*is->audio_diff_cum;
			if (is->audio_diff_avg_count<AUDIO_DIFF_AVG_NB) {//将音频不同步计数与阈值进行比对
				//not enough measures to have a correct estimate
				is->audio_diff_avg_count++;//音频不同步计数更新
			} else {//当音频不同步次数超过阈值限定后，触发音频同步操作
				avg_diff=is->audio_diff_cum*(1.0-is->audio_diff_avg_coef);//计算时差均值(等比级数几何平均数)
				if (fabs(avg_diff)>=is->audio_diff_threshold) {//比对时差均值与时差阈值
					wanted_size=samples_size+((int)(diff*is->audio_st->codec->sample_rate)*pcm_bytes);//根据时差换算同步后的缓存长度
					min_size=samples_size*((100-SAMPLE_CORRECTION_PERCENT_MAX)/100);//同步后的缓存长度最小值
					max_size=samples_size*((100+SAMPLE_CORRECTION_PERCENT_MAX)/100);//同步后的缓存长度最大值
					if (wanted_size<min_size) {//若同步后缓存长度<最小缓存长度
						wanted_size=min_size;//用最小缓存长度作为同步后的缓存长度
					} else if (wanted_size>max_size) {//若同步后缓存长度>最小缓存长度
						wanted_size=max_size;//用最大缓存长度作为同步后的缓存长度
					if (wanted_size<samples_size) {//比对同步后的音频缓存数据长度与原始缓存长度
						samples_size=wanted_size;//Remove samples，用丢帧后的音频缓存长度更新原始缓存长度
					} else if (wanted_size>samples_size) {//若同步后缓存长度大于当前缓存长度
						//Add samples by copying final sample，通过复制最后一个音频数据进行插值
						//int nb=samples_size-wanted_size;
						int nb=wanted_size-samples_size;//计算插值后缓存长度与原始缓存长度间的差值(需要插值的音频数据组数)
						uint8_t *samples_end=(uint8_t*)samples+samples_size-pcm_bytes;//取得缓存末端数据指针
						uint8_t *q=samples_end+pcm_bytes;//初始插值位置|<-----samples----->||q|
						while (nb>0) {//检查插值音频组数(每组包括两个声道的pcm数据)
							memcpy(q,samples_end,pcm_bytes);//在samples原始缓存后追加插值
							q += pcm_bytes;//更新插值位置
							nb -= pcm_bytes;//更新插值组数
						samples_size=wanted_size;//返回音频同步后的缓存长度
		} else {
			// Difference is too big, reset diff stuff，时差过大，重置时差累计值
			is->audio_diff_avg_count = 0;//音频不同步计数重置
			is->audio_diff_cum = 0;//音频累计时差重置
	}//end for if (is->av_sync_type != AV_SYNC_AUDIO_MASTER)
	return samples_size;//返回发送到声卡的音频缓存字节数
//定时器触发的回调函数
static Uint32 sdl_refresh_timer_cb(Uint32 interval, void *opaque) {
	SDL_Event event;//SDL事件对象
	event.type = FF_REFRESH_EVENT;//视频显示刷新事件
	event.user.data1 = opaque;//传递用户数据
	SDL_PushEvent(&event);//发送事件
	return 0;//0 means stop timer
/*---------------------------
 * Schedule a video refresh in 'delay' ms.
 * 设置一下帧播放的延迟
 * 告诉系统在指定的延时后来推送一个FF_REFRESH_EVENT事件，起到类似于节拍器的作用
 * 这个事件将在事件队列里触发sdl_refresh_timer_cb函数的调用
 * @delay用于在图像帧的解码顺序与渲染顺序不一致的情况下，调节下一帧的渲染时机
 * 从而尽可能的使所有图像帧按照固定的帧率渲染刷新
 --------------------------*/
static void schedule_refresh(VideoState *is, int delay) {
	SDL_AddTimer(delay, sdl_refresh_timer_cb, is);//在指定的时间(ms)后回调用户指定的函数
/*---------------------------
 * 显示刷新函数(FF_REFRESH_EVENT响应函数)
 * 将视频同步到主时钟上，计算下一帧的延迟时间
 * 使用当前帧的PTS和上一帧的PTS差来估计播放下一帧的延迟时间，并根据video的播放速度来调整这个延迟时间
 ---------------------------*/
void video_refresh_timer(void *userdata) {
	VideoState *is = (VideoState *)userdata;//传递用户数据
	VideoPicture *vp;//图像帧对象
	//delay-前后两帧显示时间间隔([画面-画面]时差)，diff-图像帧显示与音频帧播放间的时间差
	//sync_threshold-[画面-画面]最小时间差，actual_delay-当前帧-下已帧的显示时间间隔(动态时间、真实时间、绝对时间)
	double delay,diff,sync_threshold,actual_delay,ref_clock;
	if (is->video_st) {//检查全局状态参数集中的视频流信息结构体是否有效(是否已加载视频文件)
		if (is->pictq_size == 0) {//检查图像帧队列中是否有等待显示刷新的图像
			schedule_refresh(is, 1);//若队列为空，则发送显示刷新事件并再次进入video_refresh_timer函数
		} else {
			vp = &is->pictq[is->pictq_rindex];//从显示队列中取得等待显示的图像帧
			is->video_current_pts = vp->pts;//取得当前帧的显示时间戳
			is->video_current_pts_time = av_gettime();//取得系统时间，作为当前帧播放的时间基准
			//计算当前帧和前一帧显示(pts)的间隔时间(显示时间戳的差值)
			delay = vp->pts - is->frame_last_pts;//The pts from last time，[画面-画面]时间差
			if (delay <= 0 || delay >= 1.0) {//检查时间间隔是否在合理范围
				// If incorrect delay, use previous one.
				delay = is->frame_last_delay;//沿用之前的动态刷新间隔时间
			// Save for next time.
			is->frame_last_delay = delay;//更新(保存)[上一帧图像]的动态刷新延迟时间
			is->frame_last_pts = vp->pts;//更新(保存)[上一帧图像]的显示时间戳
			// Update delay to sync to audio，取得声音播放时间戳(作为视频同步的参考时间)
			if (is->av_sync_type != AV_SYNC_VIDEO_MASTER) {//检查主同步时钟源
				ref_clock = get_master_clock(is);//根据主时钟来判断Video播放的快慢，以主时钟为基准时间
				diff = vp->pts - ref_clock;//计算图像帧显示与主时钟的时间差
			    //根据时间差调整播放下一帧的延迟时间，以实现同步 Skip or repeat the frame，Take delay into account
				sync_threshold = (delay > AV_SYNC_THRESHOLD) ? delay : AV_SYNC_THRESHOLD;
				//判断音视频不同步条件，即[画面-声音]时间差&[画面-画面]时间差<10ms阈值，若>该阈值则为快进模式，不存在音视频同步问题
				if (fabs(diff) < AV_NOSYNC_THRESHOLD) {
					if (diff <= -sync_threshold) {//慢了，delay设为0尽快显示
						//下一帧画面显示的时间和当前的声音很近的话加快显示下一帧（即后面video_display显示完当前帧后开启定时器很快去显示下一帧
						delay=0;
					} else if (diff>=sync_threshold) {//快了，加倍delay
						delay=2*delay;
				}//如果diff(明显)大于AV_NOSYNC_THRESHOLD，即快进的模式了，画面跳动太大，不存在音视频同步的问题了
			//更新视频播放到当前帧时的已播放时间值(所有图像帧动态播放累计时间值-真实值)，frame_timer一直累加在播放过程中我们计算的延时
			is->frame_timer+=delay;
			//每次计算frame_timer与系统时间的差值(以系统时间为基准时间)，将frame_timer与系统时间(绝对时间)相关联的目的
			actual_delay=is->frame_timer-(av_gettime()/1000000.0);//Computer the REAL delay
			if (actual_delay < 0.010) {//检查绝对时间范围
				actual_delay = 0.010;// Really it should skip the picture instead
			schedule_refresh(is,(int)(actual_delay*1000+0.5));//用绝对时间开定时器去动态显示刷新下一帧
			video_display(is);//刷新图像，Show the picture
			// update queue for next picture!.
			if (++is->pictq_rindex==VIDEO_PICTURE_QUEUE_SIZE) {//更新图像帧队列读索引位置
				is->pictq_rindex = 0;//若读索引抵达队列尾，则重置读索引位置
			SDL_LockMutex(is->pictq_lock);//锁定互斥量，保护画布的像素数据
			is->pictq_size--;//更新图像帧队列长度
			SDL_CondSignal(is->pictq_ready);//发送队列就绪信号
			SDL_UnlockMutex(is->pictq_lock);//释放互斥量
	} else {//若视频信息获取失败，则经过指定延时(100ms)后重新尝试刷新视图
		schedule_refresh(is,100);
/*---------------------------
 * 检查当前帧的显示时间戳pts并更新内部视频播放计时器(记录视频已经播时间(video_clock)）
 * @is：全局状态参数集
 * @src_frame：当前(输入的)(待更新的)图像帧对象
 * @pts：当前图像帧的显示时间戳
 ---------------------------*/
double synchronize_video(VideoState *is, AVFrame *src_frame, double pts) {
/*----------检查显示时间戳----------*/
	if (pts != 0) {//检查显示时间戳是否有效
		// If we have pts, set video clock to it.
		is->video_clock = pts;//用显示时间戳更新已播放时间
	} else {//若获取不到显示时间戳
		// If we aren't given a pts, set it to the clock.
		pts = is->video_clock;//用已播放时间更新显示时间戳
/*--------更新视频已经播时间--------*/
	// Update the video clock，若该帧要重复显示，则全局视频播放时序video_clock应加上重复显示的数量*帧率
	double frame_delay=av_q2d(is->video_st->codec->time_base);//该帧显示完将要花费的时间
	// If we are repeating a frame, adjust clock accordingly,若存在重复帧，则在正常播放的前后两帧图像间安排渲染重复帧
	frame_delay+=src_frame->repeat_pict*(frame_delay*0.5);//计算渲染重复帧的时值(类似于音符时值)
	is->video_clock += frame_delay;//更新视频播放时序
	return pts;//此时返回的值即为下一帧将要开始显示的时间戳
// These are called whenever we allocate a frame buffer. We use this to store the global_pts in a frame at the time it is allocated.
int our_get_buffer(struct AVCodecContext *c, AVFrame *pic, int flags) {
	int ret = avcodec_default_get_buffer2(c, pic, 0);
	uint64_t *pts = av_malloc(sizeof(uint64_t));
	*pts = global_video_pkt_pts;
	pic->opaque = pts;
	return ret;
//视频解码线程函数，主要功能视分配解码帧缓存和SDL显示缓存后进入循环解码(从队列中取数据帧，解码，计算时钟，显示)，释放视频数据帧/数据包缓存
int decode_thread(void *arg) {
	VideoState *is = (VideoState *)arg;//传递用户数据
	AVPacket pkt, *packet = &pkt;//在栈上创建临时数据包对象并关联指针
	int frameFinished;//解码操作是否成功标识，解码帧结束标志frameFinished
	// Allocate video frame，为解码后的视频信息结构体分配空间并完成初始化操作(结构体中的图像缓存按照下面两步手动安装)
	AVFrame *pFrame= av_frame_alloc();
	double pts;//当前桢在整个视频中的(绝对)时间位置
	for (;;) {
		if (packet_queue_get(&is->videoq,packet,1)<0) {//从队列中提取数据包到packet，并将提取的数据包出队列
			// Means we quit getting packets.
			break;
		pts = 0;//(绝对)显示时间戳初始化
		// Save global pts to be stored in pFrame in first call.
		global_video_pkt_pts = packet->pts;
		/*-------------------------
		 * Decode video frame，解码完整的一帧数据，并将frameFinished设置为true
		 * 可能无法通过只解码一个packet就获得一个完整的视频帧frame，可能需要读取多个packet才行，avcodec_decode_video2()会在解码到完整的一帧时设置frameFinished为真
		 * avcodec_decode_video2会按照dts指定的顺序解码，然后按照正确的显示顺序输出图像帧，并附带图像帧的pts
		 * 若解码顺序与显示顺序存在不一致，则avcodec_decode_video2会先对当前帧进行缓存(此时frameFinished=0)，然后按照正确的顺序输出图像帧
		 * The decoder bufferers a few frames for multithreaded efficiency
		 * It is also absolutely required to delay decoding in the case of B frames 
		 * where the decode order may not be the same as the display order.
		 * Takes input raw video data from frame and writes the next output packet, 
		 * if available, to avpkt. The output packet does not necessarily contain data for the most recent frame, 
		 * as encoders can delay and reorder input frames internally as needed.
		 -------------------------*/
		avcodec_decode_video2(is->video_st->codec, pFrame, &frameFinished, packet);
		//取得编码数据包中的显示时间戳PTS(int64_t),并暂时保存在pts(double)中
//		if (packet->dts == AV_NOPTS_VALUE && pFrame->opaque && *(uint64_t*)pFrame->opaque != AV_NOPTS_VALUE) {
//			pts = *(uint64_t *)pFrame->opaque;
//		} else if (packet->dts != AV_NOPTS_VALUE) {
//			pts = packet->dts;
//		} else {
//			pts = 0;
//		}
		pts=av_frame_get_best_effort_timestamp(pFrame);//取得编码数据包中的图像帧显示序号PTS(int64_t),并暂时保存在pts(double)中
		/*-------------------------
		 * 在解码线程函数中计算当前图像帧的显示时间戳
		 * 1、取得编码数据包中的图像帧显示序号PTS(int64_t),并暂时保存在pts(double)中
		 * 2、根据PTS*time_base来计算当前桢在整个视频中的显示时间戳，即PTS*(1/framerate)
		 *    av_q2d把AVRatioal结构转换成double的函数，
		 *    用于计算视频源每个图像帧显示的间隔时间(1/framerate),即返回(time_base->num/time_base->den)
		 -------------------------*/
		//根据pts=PTS*time_base={numerator=1,denominator=25}计算当前桢在整个视频中的显示时间戳
		pts *= av_q2d(is->video_st->time_base);//time_base为AVRational有理数结构体{num=1,den=25}，记录了视频源每个图像帧显示的间隔时间
		// Did we get a video frame?.
		if (frameFinished) {
			pts = synchronize_video(is,pFrame,pts);//检查当前帧的显示时间戳pts并更新内部视频播放计时器(记录视频已经播时间(video_clock)）
			if (queue_picture(is, pFrame,pts)<0) {//将解码完成的图像帧添加到图像帧队列,并记录图像帧的绝对显示时间戳pts
				break;
		av_packet_unref(packet);//释放pkt中保存的编码数据
	av_free(pFrame);//清除pFrame中的内存空间
	return 0;
//根据指定类型打开流，找到对应的解码器、创建对应的音频配置、保存关键信息到VideoState、启动音频和视频解码线程
int stream_component_open(VideoState *is, int stream_index) {
	AVFormatContext *pFormatCtx = is->pFormatCtx;//传递文件容器的封装信息及码流参数
	AVCodecContext *codecCtx = NULL;//解码器上下文对象，解码器依赖的相关环境、状态、资源以及参数集的接口指针
	AVCodec *codec = NULL;//保存编解码器信息的结构体，提供编码与解码的公共接口，可以看作是编码器与解码器的一个全局变量
	AVDictionary *optionsDict = NULL;//SDL_AudioSpec a structure that contains the audio output format，创建 SDL_AudioSpec 结构体，设置音频播放数据
	SDL_AudioSpec wanted_spec, spec;//wanted_spec是进程请求SDL库的音频参数，spec是SDL库返回给进程它能支持的音频参数，如果请求超过SDL支持返回，则返回最相近参数
	//检查输入的流类型是否在合理范围内
	if (stream_index < 0 || stream_index >= pFormatCtx->nb_streams) {
		return -1;
	// Get a pointer to the codec context for the video stream.
	codecCtx = pFormatCtx->streams[stream_index]->codec;//取得解码器上下文
	if (codecCtx->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {//检查解码器类型是否为音频解码器
		// Set audio settings from codec info,SDL_AudioSpec a structure that contains the audio output format
		// 创建SDL_AudioSpec结构体，设置音频播放输出参数
		wanted_spec.freq = codecCtx->sample_rate;//采样频率 DSP frequency -- samples per second
		wanted_spec.format = AUDIO_S16SYS;//采样格式 Audio data format
		wanted_spec.channels = codecCtx->channels;//声道数 Number of channels: 1 mono, 2 stereo
		wanted_spec.silence = 0;//无输出时是否静音
		//默认每次读音频缓存的大小，推荐值为 512~8192，ffplay使用的是1024 specifies a unit of audio data refers to the size of the audio buffer in sample frames
		wanted_spec.samples = SDL_AUDIO_BUFFER_SIZE;
		wanted_spec.callback = audio_callback;//设置读取音频数据的回调接口函数 the function to call when the audio device needs more data
		wanted_spec.userdata = is;//传递用户数据
		//Opens the audio device with the desired parameters(wanted_spec)，以指定参数打开音频设备
		if (SDL_OpenAudio(&wanted_spec, &spec) < 0) {
			fprintf(stderr, "SDL_OpenAudio: %s\n", SDL_GetError());
			return -1;
		is->audio_hw_buf_size = spec.size;
	// Find the decoder for the video stream，根据视频流对应的解码器上下文查找对应的解码器，返回对应的解码器(信息结构体)
	codec = avcodec_find_decoder(codecCtx->codec_id);
	if (!codec || (avcodec_open2(codecCtx, codec, &optionsDict) < 0)) {
		fprintf(stderr, "Unsupported codec!\n");
		return -1;
	//检查解码器类型
	switch (codecCtx->codec_type) {
		case AVMEDIA_TYPE_AUDIO://音频解码器
			is->audioStream = stream_index;//音频流类型标号初始化
			is->audio_st = pFormatCtx->streams[stream_index];
			is->audio_buf_size = 0;//解码后的多帧音频数据长度
			is->audio_buf_index = 0;//累计写入声卡数据长度
			// Averaging filter for audio sync.
			is->audio_diff_avg_coef=exp(log(0.01/AUDIO_DIFF_AVG_NB));//音频时钟与主同步源累计时差加权系数
			is->audio_diff_avg_count=0;//音频不同步计数初始化
			// Correct audio only if larger error than this.
			is->audio_diff_threshold=2.0*SDL_AUDIO_BUFFER_SIZE/codecCtx->sample_rate;
			memset(&is->audio_pkt,0,sizeof(is->audio_pkt));
			packet_queue_init(&is->audioq);//音频数据包队列初始化
			SDL_PauseAudio(0);//audio callback starts running again，开启音频设备，如果这时候没有获得数据那么它就静音
			break;
		case AVMEDIA_TYPE_VIDEO://视频解码器
			is->videoStream = stream_index;//视频流类型标号初始化
			is->video_st = pFormatCtx->streams[stream_index];
			//以系统时间为基准，初始化播放到当前帧的已播放时间值，该值为真实时间值、动态时间值、绝对时间值
			is->frame_timer = (double)av_gettime()/1000000.0;
			is->frame_last_delay = 40e-3;//初始化上一帧图像的动态刷新延迟时间
			is->video_current_pts_time = av_gettime();//取得系统当前时间
			packet_queue_init(&is->videoq);//视频数据包队列初始化
			is->video_tid = SDL_CreateThread(decode_thread, is);//创建解码线程
			// Initialize SWS context for software scaling，设置图像转换像素格式为AV_PIX_FMT_YUV420P
			is->sws_ctx = sws_getContext(is->video_st->codec->width, is->video_st->codec->height, 
										 is->video_st->codec->pix_fmt, is->video_st->codec->width, 
										 is->video_st->codec->height, AV_PIX_FMT_YUV420P, SWS_BILINEAR,
										 NULL, NULL, NULL);
			codecCtx->get_buffer2 = our_get_buffer;
			break;
		default:
			break;
	return 0;
//入口函数，初始化SDL库，注册SDL消息事件，启动文件解析线程，进入消息循环
int main(int argc, char *argv[]) {
	if (argc < 2) {//检查输入参数个数是否正确
		fprintf(stderr, "Usage: test <file>\n");
		exit(1);
	av_register_all();// Register all formats and codecs，注册所有多媒体格式及编解码器
	VideoState *is = av_mallocz(sizeof(VideoState));//创建全局状态对象
	av_strlcpy(is->filename, argv[1], 1024);//复制视频文件路径名
	is->pictq_lock = SDL_CreateMutex();//创建编码数据包队列互斥锁对象
	is->pictq_ready = SDL_CreateCond();//创建编码数据包队列就绪条件对象
	//SDL_Init initialize the Event Handling, File I/O, and Threading subsystems，初始化SDL
	if (SDL_Init(SDL_INIT_VIDEO | SDL_INIT_AUDIO | SDL_INIT_TIMER)) {
		fprintf(stderr, "Could not initialize SDL - %s\n", SDL_GetError());//initialize the video audio & timer subsystem
		exit(1);
	// Make a screen to put our video,在SDL2.0中SDL_SetVideoMode及SDL_Overlay已经弃用，改为SDL_CreateWindow及SDL_CreateRenderer创建窗口及着色器
#ifndef __DARWIN__
	screen = SDL_SetVideoMode(640, 480, 0, 0);//创建SDL窗口及绘图表面，并指定图像尺寸及像素格式
#else
	screen = SDL_SetVideoMode(640, 480, 24, 0);//创建SDL窗口及绘图表面，并指定图像尺寸及像素格式
#endif
	if (!screen) {//检查SDL(绘图表面)窗口是否创建成功(SDL用绘图表面对象操作窗口)
		fprintf(stderr, "SDL: could not set video mode - exiting\n");
		exit(1);
	schedule_refresh(is, 40);//在指定的时间(40ms)后回调用户指定的函数，进行图像帧的显示更新
	is->av_sync_type = DEFAULT_AV_SYNC_TYPE;//指定主同步源
	is->parse_tid = SDL_CreateThread(parse_thread, is);//创建编码数据包解析线程
	if (!is->parse_tid) {//检查线程是否创建成功
		av_free(is);
		return -1;
	/*-----------------------
	 * SDL事件(消息)循环
	 * 播放器通过消息循环机制，不断循环往复的触发(驱动)图像帧渲染操作，完成整个视频文件的渲染
	 * 整个过程类似于按照指定节拍弹奏钢琴，消息循环机制保证了视频按照固定的节拍(6/8)播放
	 * 因为存在解码顺序与渲染顺序不一致的情况(解码B帧的情况)，视频同步机制保证了在图像在解码后都尽量按照固定节拍播放
	 * 在每次的消息响应函数video_refresh_timer中，重新计算下一帧的显示时间
	 * 并通过schedule_refresh指定时间(类似于节拍器作用)，触发下一轮的图像帧显示
	 -----------------------*/
	SDL_Event event;//SDL事件(消息)对象
	for (;;) {
		SDL_WaitEvent(&event);//Use this function to wait indefinitely for the next available event，主线程阻塞，等待事件到来
		switch (event.type) {//事件到来后唤醒主线程后，检查事件类型，执行相应操作
			case FF_QUIT_EVENT:
			case SDL_QUIT://退出进程事件
				is->quit = 1;
				//If the video has finished playing, then both the picture and audio queues are waiting for more data.  
				//Make them stop waiting and terminate normally.
				SDL_CondSignal(is->audioq.qready);//发出队列就绪信号避免死锁
				SDL_CondSignal(is->videoq.qready);
				SDL_Quit();
				exit(0);
				break;
			case FF_ALLOC_EVENT://分配overlay事件
				alloc_picture(event.user.data1);//分配overlay事件响应函数
				break;
			case FF_REFRESH_EVENT://视频显示刷新事件
				video_refresh_timer(event.user.data1);//视频显示刷新事件响应函数
				break;
			default:
				break;
	return 0;
// 著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权，非商业转载请注明出处。

// 公众号：断点实验室

// 扫描二维码，关注更多优质原创，内容包括：音视频开发、图像处理、网络、

// Linux，Windows、Android、嵌入式开发等