基于 HLS 创建 Golang 视频流服务器

Posted 2021-09-03 声网Agora

HLS 是 HTTP Live Streaming 的缩写，是苹果开发的一种基于 HTTP 的自适应比特率流媒体传输协议, 并于 2009 年. HLS 流媒体已经成为应用最广泛的实时视频协议。它是一种将流分解成基于文件小段的格式, 可以通过 HTTP 下载，HLS 可以通过标准的 HTTP 或代理服务器等，这和基于 UDP 的协议（例如 RTP）不同。既然 HLS 现在如此受欢迎，那么它有那些优点和缺点呢。

优点

• 应用广泛
• 首先，刚才已经提到过，HLS 是应用最惯犯的实时视频协议。虽然最初苹果是为了自己的生态设计的，例如 ios，Safari 浏览器等，但是背靠苹果，有强大的生态和研发能力，现在它几乎在所有浏览器上实现了。虽然现在的主流浏览器都支持一个类似的标准，称为 MPEG DASH，但是由于苹果 Safari 浏览器和 IOS 设备不支持它，个人认为 HLS 是一个更好的选择。
• 自适应比特率
• HLS 另一个巨大的优势是，它允许客户端根据可用带宽，从各种质量流中选出合适的。HLS 分解成一个个大约 10 秒的文件小段，通过分解，客户端应用程序只需要提前缓冲 10 秒。为用户节约了大量潜在带宽。

缺点

• 糟糕的延迟
• 虽然 HLS 设计出来是为了高效的处理多质量的流，但它并不是为了快速传输视频设计的。实际上，HLS 在流中引入流相当长的延迟，一般 20 秒左右，甚至更久。
• 说到这里，你可能想问为什么？HLS 需要三个片段在队列中才允许回放，片段被视频中的关键帧分割。用 HLS 创建超低延迟流的唯一方法就是每 250 毫秒出现一个关键帧的视频进行编码，HLS 播放列表窗口将是四项长度，增加正在发生的 HTTP 调用频率，并给服务器增加额外的压力。
• 未发布
• HLS 是一个仅供用户使用的协议。不像 WebRTC 有从浏览器发布的规范，HLS 仅支持播放流，如果你想发布一个设备的实时视频流，你只需要寻找其他的 SDK ，国外的例如 Red5 Pro（场景较为单一，巨贵）, 来创建使用 RTP 的发布应用程序，然后通过 HLS 中继这些流，让人们在浏览器中查看。
• 国内有几个较为成熟的音视频 SDK，例如声网等平台，提供很多场景的音视频解决方案。

HLS 简单介绍完了，接下来演示一个小 Demo, 使用 FFmpeg，可以很轻易的将 mp3 文件转换为 HLS 格式，它由多个文件组成，其中一个包含元数据（.m3u8），元数据告诉客户端从哪里获取每个数据文件，以及数据文件中包含什么内容。数据文件拓展名是.ts，通常包含 10 秒的音频。

首先准备一个 mp3 文件。然后安装 FFmpeg，在 Mac 上安装 FFmpeg，如果速度很慢可以尝试切换镜像。

1 brew install ffmpeg
2

成功安装后，进入 mp3 所在文件夹，执行以下指令。

1 ffmpeg -i 江南.mp3 -c:a libmp3lame -b:a 128k -map 0:0 -f segment -segment_time 10 -segment_list outputlist.m3u8 -segment_format mpegts output%03d.ts
2 

执行完毕后应该会看到一些结果，大致内容如下.

1 output000.ts  output008.ts  output016.ts  output024.ts
2 output001.ts  output009.ts  output017.ts  output025.ts
3 output002.ts  output010.ts  output018.ts  output026.ts
4 output003.ts  output011.ts  output019.ts  outputlist.m3u8
5 output004.ts  output012.ts  output020.ts  江南.mp3
6 output005.ts  output013.ts  output021.ts
7 output006.ts  output014.ts  output022.ts
8 output007.ts  output015.ts  output023.ts
9

到这一步你已经完成了文件格式转换，接下来进入 Coding 阶段。

项目结构

代码如下

1 package main
2 
3 import (  
4   "fmt" 
5   "log" 
6   "net/http"
7 )
8
9 func main() {  
10  // 设置文件目录
11  const songsDir = "song"  
12  const port = 8888
13
14  http.Handle("/", http.FileServer(http.Dir(songsDir)))  
15  log.Printf("Serving %s on HTTP port: %v\\n", songsDir, port)
16
17  log.Fatal(http.ListenAndServe(fmt.Sprintf(":%v", port), nil))
18 }
19

运行代码

1 go run main.go
2 

打开浏览器地址

1 http://127.0.0.1:8888/outputlist.m3u8
2

恭喜你，你可以听到这段 mp3 动人的旋律了。但是如果你想进一步进行商业开发，或者个人开发，推荐使用比较成熟的解决方案，一是音视频不分家，音频需求往往伴随着视频需求，音视频往往是开发过程中的某一个子需求，如果在上面耗费大量时间，往往会耽误项目进度，而且处理起多个平台时往往有一些细节上的坑。使用市面上的 SDK，能够很大程度上节约开发成本。我个人在使用的声网，能够支持跨平台，最最最关键，每个月能够白嫖一定的额度，对于个人开发者来说十分友好。当然了，费用其实是一方面，还有相当重要的一点就是能够几行代码即可接入，大大较少了踩坑量！

总结

正如你所见，HLS 广泛应用在各种平台，移动端，浏览器的普遍支持，让它成为开发者分发流给用户的一个很好的选择。但是，凡事都有但是，因为 HLS 是一个比较慢的协议，虽然苹果的规则似乎相当严格，当涉及到 IOS 流媒体需求时，实际上还是比较灵活的。如果你想通过它去构建一些实时通信的程序，那么它可能不太适合你。最后，如果想要实现比较实时的通信系统，最好借助于市面上其他比较成熟的解决方案，它更适合实时性要求不那么高的场景，在苹果的生态体系下构建的应用。