揭秘盒马鲜生 Android 短视频秒播优化方案

Posted 2021-09-07 阿里云视频云

短视频作为内容重要的承载方式，是吸引用户的重点，短视频的内容与体验直接关系到用户是否愿意长时停留。因此，体验的优化就显得尤为重要。上一篇我们分享了 ios 短视频秒播优化，这篇我们来聊聊 android 端的优化。

作者｜少阳
审校｜泰一

优化前的盒马沉浸式短视频播放页面，体感和流畅度上与主流短视频 App 有明显差距。主要问题有播放封面闪屏、出流速度慢两个问题。所以优化的目标是解决盒马沉浸式短视频现有短板，与主流 App 的沉浸式短视频体验对齐，如抖音、手淘等。具体指标有：

• 满足硬性指标：播放成功率、首帧时长、秒开率。
• 满足用户体感流畅度。（为反应用户观看短视频过程中的真实体验，盒马新增秒播体感指标：从用户划到视频，到视频首帧播放的时间。）

优化效果对比

首先我们来看一下优化前后与其他 App 的效果对比：
https://v.youku.com/v_show/id_XNTgwMzAwNDQ0OA==.html

环境

• 手机：Pixel 4
• OS：Android 10
• 播放器：淘宝播放器

  问题分析

  首页闪屏

  盒马最初为了保证进入画面时不是空白页面而增加了封面图显示，在播放时隐藏。从体感指标可以看出，即便是优化前，体感播放时间很短，只有 200ms 左右（不包含滑动过程）。由于滑动过程中，到视频正式播放有约 600ms 左右时间显示封面，随后又迅速显示播放画面，此时用户仍有强烈的屏幕闪烁和顿挫感，体验极差。
  解决思路：在滑动过程中就显示视频首帧画面，不再显示封面，则播放时不再产生顿挫感。这里的优化需要结合出流慢问题一起优化。
  

  出流速度慢（播放体感慢）

  服务端：服务端造成的出流速度慢，一般是文件大，网络链路差造成。可用 H.265 和 CDN 加速优化
  客户端：客户端播放需要经历下载 -> 加载 + 解码 -> 渲染三个步骤，并且三个步骤为线性执行。所以在窗口播放画面前必然需要经过 1s 左右的准备工作。这里可以考虑提前执行下载 -> 加载 + 解码。
  

  优化方案选型

  在优化前期，我们考虑了三种优化方案。

方案一：双播放器 + 预下载
优点：占内存小，思路简单。
缺点：优化力度有限，无法同时兼顾上滑和下滑。

方案二：自定义三播放器管理 + 预下载
优点：同时兼顾上下翻页，体验接近抖音。
缺点：播放器管理与回收实现复杂，容易错乱；占用内存高。

方案三：三播放器（基于 RecyclerView 的缓存机制实现）+ 预下载
优点：同时兼顾上下翻页，体验接近抖音，缓存机制由 RecyclerView 托管。
缺点：占用内存高，频繁创建和销毁播放器。

最终因为性价比因素，选择了第三个方案。

方案三原理：翻页前

• current 播放器开始播放视频 1。
• pre,next 播放器分别加载视频数据 0 和 2。
• 同时视频数据 3-7 加入预下载队列。

方案三原理：翻页后

• 被 RecyclerView 回收的 holder 销毁播放器。
• RecyclerView onBind 中的 holder 创建新的 next 播放器。
• current 播放器开始播放视频 2。
• pre 播放器 seek 0 并暂停， next 播放器创建并加载视频 3 文件。
• 同时预下载清除未消费的队列，视频数据 4-8 加入预下载队列开始下载（此处已有缓存的视频不会被重复下载）。

具体优化方案

多播放器改造

为了解决体感上的顿挫和出流慢的问题，采用多播放器结合 RecyclerView 方案进行改造，步骤如下：

1. 设置缓存数量：利用 RecyclerView 特性，配置 setItemViewCacheSize，确保内存中存在 3 个 holder（缓存的 1 个 holder，预创建 1 个 holder， 当前 holder）。
   mRecyclerView.setItemViewCacheSize(1); // 设置缓存数量
2. 重写 Adapter 的 onBindViewHolder， 用于创建播放器，并预加载解码视频内容，播放器控制解析到首帧时暂停。此时 onSurfaceCreated 尚未回调，画面未渲染至屏幕。
3. 监听 onPageRelase 控制即将移除屏幕的播放器暂停，并 seekTo (0)，方便滑回屏幕时立即播放。
4. 监听 onPageSelected 控制即将进入屏幕的播放器开始播放。注意：由于在 onBindViewHolder 期间已解码完成，这里只需要进入屏幕 1px，就会立即触发 Surface 的绘制（只会执行一次），即进入窗口的内容会显示视频的首帧画面。
5. 重写 Adapter 的 onViewRecycled， 由于当前 holder 即将移出屏幕，移出方向上屏幕外的 holder 将被回收。此时回收并销毁播放器。

多播放器 + RecyclerView 原理图

三播放器让沉浸式短视频的体验大幅提高，主要解决了以下问题：

• 上下滑动过程中，进入屏幕的画面为视频的第一帧画面，并且不会有视觉上的顿挫。
• 正式播放前预创建播放器，并加载和解码，节省了播放视频之前的准备工作。（ps：这里还包括了下载的过程）。
• 由于提前加载和解码，进入屏幕时，触发 Surface 瞬间渲染，视觉上无感知，因此播放视频前不再需要封面图，避免了封面图和首帧不一致导致的闪屏问题。

  预下载优化

  前面讲到了多播放器实现翻页秒播能力，在体验上有了非常大的改善，但由于预创建的播放器在加载时，同时需要下载视频文件，导致这里的下一个播放器准备好视频的时间会增加到 1s 左右。如果用户在播放器加载解码完成前滑至该视频，则会出现明显的黑屏，带来非常差的体验。

由于预加载的时间过长，且无法预知用户是否会快速滑动。这里需要提前进行下载和快速滑动检测。

关于预下载，我们首先要知道播放器内部播放过程。这里的本地代理是视频缓存机制实现的，具体参照下一章节。

播放器内部流程

预下载策略

这里，我们为了节约请求网络数据的过程，在播放之前提前下载视频的首帧片段，采用如下策略：

• 文件大小：下载 1MB 视频文件的方式进行提前首帧下载。（ps：经测试 1MB 已包含了首帧，且文件相对较小）。
• 提前量：提前 5 个下载量（pageSize 为 10 的情况）。
• 并发情况：下载采用同步队列下载（避免异步下载导致带宽占用，正常播放的视频卡顿）。
• 快滑优化：快滑清除下载队列，避免快滑过程中频繁触发下载。
• 下载时机：loadMore 时将前 5 个推入队列；onPageSelected 时，跳过下一个开始起算 5 个视频推入队列（下一个视频由预加载的播放器自动下载，这里重复下载会导致视频花屏）。

  快滑定义

  当用户快速翻页时（onPageSelected 调用之前又滑了一下），onPageSelected 不会触发，onPageRelease 会触发多次。在 onPageRelease 中判断 release position 与 current postion 的差值如果 > 1 则表示用户至少快速翻页 1 次，此时定义为快滑状态，应当停止预下载和播放器预加载。
  当 onPageSelected 回调时，说明用户没有继续翻页，此时取消快滑状态。开始执行预下载和恢复播放器预加载。
  
  预下载流程图

  缓存优化

  目前盒马使用的播放器为淘宝内部播放器。 播放器本身不存在文件缓存和预下载功能。在播放器重新创建后，即便是同一个视频也不会有文件缓存，需要重新下载。这里引入一个开源缓存框架 “com.danikula:videocache”。

  方案原理

  播放器播放的地址代理给本地的缓存服务，缓存服务负责转发数据流的同时进行文件保存如：
  视频地址为：https://****.mp4。
  本地代理地址为：http://127.0.0.1:8888 (假设端口号分配为 8888)。
  代理后的地址为： 本地代理地址 + 视频地址（URL 编码）。
  即：http://127.0.0.1:8888/https%3A%2F%2F****.mp4
  

  后续优化展望

  关于多媒体的优化工作还有很多可以做。除了沉浸式秒播的场景外，我们还可以：

  1. 对播放器的一般性场景进行秒播优化，如首页列表的卡片视频。目前首页平均首帧画面需要 550ms，较长的有 1000s 以上，有明显的顿挫感。在沉浸式的方案基础上，我们可以提供一般性的预下载能力，从而减少播放器的下载渲染时长。
  2. 续播和内存优化。续播是另一个提升体验的方面，用户能够非常直观的感受连贯与否。
  3. 页面单播放器托管。大多场景下，一个页面只有一个播放器在播放，这就可以通过管理唯一的播放器实现页面播放器复用，从而优化内存和体验。

下一期我们将继续分享盒马 iOS / Android 端短视频续播的体验优化实践。