2023-04-01：当Go语言遇见FFmpeg视频解码器，使用Go语言改写decode_video.c文件，提升视频解码效率与开发体验。

Posted 2023-04-06 福大大架构师每日一题

2023-04-01：当Go语言遇见FFmpeg视频解码器，使用Go语言改写decode_video.c文件，提升视频解码效率与开发体验。

答案2023-04-01：

步骤如下：

1.导入必要的依赖库，包括 fmt、os、unsafe 和其它 FFmpeg 库相关的 Go 库。

2.定义一个名为 main0() 的函数，该函数负责视频解码操作。在函数中定义了许多变量，例如文件名、编解码器、解析器、编解码器上下文、文件句柄、AVFrame 等等。

3.通过命令行参数获取输入文件名和输出文件名，并进行一些基本的参数检查。

4.通过调用 AvPacketAlloc() 函数创建一个 AVPacket 对象，用于存储解码后的帧数据。如果创建失败，则退出程序。

5.初始化输入缓冲区 inbuf 并设置结尾填充字节为 0。

6.调用 AvcodecFindDecoder() 函数查找 MPEG-1 视频解码器。如果找不到，则退出程序。

7.调用 AvParserInit() 函数初始化解析器。如果初始化失败，则退出程序。

8.调用 AvCodecAllocContext3() 函数分配一个新的编解码器上下文对象。如果分配失败，则退出程序。

9.调用 AvcodecOpen2() 函数打开编解码器。如果打开失败，则退出程序。

10.打开输入文件，并创建一个 AVFrame 对象。

11.进入循环，读取输入文件并将其分解成视频帧。如果读取失败或读取完毕，则跳出循环。

12.调用 AvParserParse2() 函数将输入缓冲区中的数据解析为视频帧，并存储在 AVPacket 对象中。如果解析失败，则退出程序。

13.如果成功解析到一个视频帧，则调用 decode() 函数对其进行解码并保存到输出文件中。

14.在循环结束后，调用 decode() 函数对剩余的数据进行解码并保存到输出文件中。

15.关闭输入文件句柄、解析器、编解码器上下文和 AVFrame 对象等资源，以避免内存泄漏。

16.定义一个名为 pgm_save() 的函数，该函数用于将视频帧写入 PGM 格式文件。

17.定义一个名为 decode() 的函数，该函数用于对视频帧进行解码并调用 pgm_save() 函数将其写入 PGM 格式文件。

18.定义 main() 函数，该函数将 FFmpeg 库的路径设置为当前目录下的 lib 子目录，并调用 main0() 函数进行视频解码操作。

注意：在 Windows 操作系统中，您可能需要将 FFmpeg 库的可执行文件添加到 PATH 环境变量中，或者使用 SetXXXPath() 函数设置它们的路径，才能够正常运行此代码。

代码见github/moonfdd/ffmpeg-go。

执行命令：

./lib/ffmpeg -i ./resources/big_buck_bunny.mp4 -c:v mpeg1video ./out/big_buck_bunny.mpg

go run ./examples/internalexamples/decode_video/main.go ./out/big_buck_bunny.mpg ./out/ppm/big_buck_bunny.yuv

./lib/ffplay  ./out/ppm/big_buck_bunny.yuv-113.ppm

golang代码如下：

package main

import (
	"fmt"
	"os"
	"unsafe"

	"github.com/moonfdd/ffmpeg-go/ffcommon"
	"github.com/moonfdd/ffmpeg-go/libavcodec"
	"github.com/moonfdd/ffmpeg-go/libavutil"
)

func main0() (ret ffcommon.FInt) 
	var filename, outfilename string
	var codec *libavcodec.AVCodec
	var parser *libavcodec.AVCodecParserContext
	var c *libavcodec.AVCodecContext
	var f *os.File
	var frame *libavutil.AVFrame
	var inbuf [INBUF_SIZE + libavcodec.AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE]ffcommon.FUint8T
	var data *ffcommon.FUint8T
	var data_size ffcommon.FSizeT
	var pkt *libavcodec.AVPacket

	if len(os.Args) <= 2 
		fmt.Printf("Usage: %s <input file> <output file>\\nAnd check your input file is encoded by mpeg1video please.\\n", os.Args[0])
		os.Exit(0)
	
	filename = os.Args[1]
	outfilename = os.Args[2]

	pkt = libavcodec.AvPacketAlloc()
	if pkt == nil 
		os.Exit(1)
	

	/* set end of buffer to 0 (this ensures that no overreading happens for damaged MPEG streams) */
	//memset(inbuf + INBUF_SIZE, 0, AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);

	/* find the MPEG-1 video decoder */
	codec = libavcodec.AvcodecFindDecoder(libavcodec.AV_CODEC_ID_MPEG1VIDEO)
	if codec == nil 
		fmt.Printf("Codec not found\\n")
		os.Exit(1)
	

	parser = libavcodec.AvParserInit(int32(codec.Id))
	if parser == nil 
		fmt.Printf("parser not found\\n")
		os.Exit(1)
	

	c = codec.AvcodecAllocContext3()
	if c == nil 
		fmt.Printf("Could not allocate video codec context\\n")
		os.Exit(1)
	

	/* For some codecs, such as msmpeg4 and mpeg4, width and height
	   MUST be initialized there because this information is not
	   available in the bitstream. */

	/* open it */
	if c.AvcodecOpen2(codec, nil) < 0 
		fmt.Printf("Could not open codec\\n")
		os.Exit(1)
	

	var err error
	f, err = os.Open(filename)
	if err != nil 
		fmt.Printf("Could not open %s,err = %s\\n", filename, err)
		os.Exit(1)
	

	frame = libavutil.AvFrameAlloc()
	if frame == nil 
		fmt.Printf("Could not allocate video frame\\n")
		os.Exit(1)
	

	for 
		/* read raw data from the input file */
		var n int
		n, err = f.Read(inbuf[:INBUF_SIZE])
		if err != nil 
			break
		
		data_size = uint64(n)
		if data_size == 0 
			break
		

		/* use the parser to split the data into frames */
		data = (*byte)(unsafe.Pointer(&inbuf))
		for data_size > 0 
			ret = parser.AvParserParse2(c, &pkt.Data, (*int32)(unsafe.Pointer(&pkt.Size)),
				data, int32(data_size), libavutil.AV_NOPTS_VALUE, libavutil.AV_NOPTS_VALUE, 0)
			if ret < 0 
				fmt.Printf("Error while parsing\\n")
				os.Exit(1)
			
			data = (*byte)(unsafe.Pointer(uintptr(unsafe.Pointer(data)) + uintptr(ret)))
			data_size -= uint64(ret)

			if pkt.Size != 0 
				decode(c, frame, pkt, outfilename)
			
		
	

	/* flush the decoder */
	decode(c, frame, nil, outfilename)

	f.Close()

	parser.AvParserClose()
	libavcodec.AvcodecFreeContext(&c)
	libavutil.AvFrameFree(&frame)
	libavcodec.AvPacketFree(&pkt)

	return 0


const INBUF_SIZE = 4096

func pgm_save(buf ffcommon.FBuf, wrap, xsize, ysize ffcommon.FInt, filename string) 
	var f *os.File
	var i ffcommon.FInt

	var err error
	f, err = os.Create(filename)
	if err != nil 
		return
	
	f.WriteString(fmt.Sprintf("P5\\n%d %d\\n%d\\n", xsize, ysize, 255))
	bytes := []byte
	for i = 0; i < ysize; i++ 
		for j := int32(0); j < xsize; j++ 
			bytes = append(bytes, *(*byte)(unsafe.Pointer(uintptr(unsafe.Pointer(buf)) + uintptr(i*wrap+j))))
		
	
	f.Write(bytes)
	f.Close()


func decode(dec_ctx *libavcodec.AVCodecContext, frame *libavutil.AVFrame, pkt *libavcodec.AVPacket, filename string) 
	// var buf [1024]byte
	var ret ffcommon.FInt

	ret = dec_ctx.AvcodecSendPacket(pkt)
	if ret < 0 
		fmt.Printf("Error sending a packet for decoding\\n")
		os.Exit(1)
	

	for ret >= 0 
		ret = dec_ctx.AvcodecReceiveFrame(frame)
		if ret == -libavutil.EAGAIN || ret == libavutil.AVERROR_EOF 
			return
		 else if ret < 0 
			fmt.Printf("Error during decoding %d\\n", ret)
			os.Exit(1)
		

		fmt.Printf("saving frame %3d\\n", dec_ctx.FrameNumber)
		//fflush(stdout)

		/* the picture is allocated by the decoder. no need to
		   free it */
		pgm_save(frame.Data[0], frame.Linesize[0],
			frame.Width, frame.Height, fmt.Sprintf("%s-%d.ppm", filename, dec_ctx.FrameNumber))
	


func main() 
	os.Setenv("Path", os.Getenv("Path")+";./lib")
	ffcommon.SetAvutilPath("./lib/avutil-56.dll")
	ffcommon.SetAvcodecPath("./lib/avcodec-58.dll")
	ffcommon.SetAvdevicePath("./lib/avdevice-58.dll")
	ffcommon.SetAvfilterPath("./lib/avfilter-56.dll")
	ffcommon.SetAvformatPath("./lib/avformat-58.dll")
	ffcommon.SetAvpostprocPath("./lib/postproc-55.dll")
	ffcommon.SetAvswresamplePath("./lib/swresample-3.dll")
	ffcommon.SetAvswscalePath("./lib/swscale-5.dll")

	genDir := "./out"
	_, err := os.Stat(genDir)
	if err != nil 
		if os.IsNotExist(err) 
			os.Mkdir(genDir, 0777) //  Everyone can read write and execute
		
	

	main0()

当ABAP遇见普罗米修斯

Jerry每次在工作场合中同Prometheus(普罗米修斯)打交道时，都会“出戏”，因为这个单词给我的第一印象，并不是用go语言实现的微服务监控利器，而是名导雷德利·斯科特(Ridley Scott)拍摄的科幻大片。

回到现实中来，Prometheus是由SoundCloud开发的监控系统的开源版本，logo是一个燃烧的红色火炬，这应该是有情怀的工程师们向泰坦巨神的后代，偷偷盗走天火，传给人类的普罗米修斯表示的敬意。

2016年，由Google发起的Linux基金会(Cloud Native Computing Foundation,CNCF)将Prometheus纳入其第二大开源项目，在开源社区十分活跃，SAP Kyma也使用了Prometheus作为其监控组件。

Prometheus采用Pull方式获取监控信息，并提供了多维度的数据模型和灵活的数据查询和聚合接口。

那么Prometheus是云原生应用和微服务架构的专属工具么？当然不是。下面，Jerry就用SAP CRM On-Premises为例，介绍ABAP技术栈如何借助Prometheus来实现自定义的日志监控功能。

SAP CRM 有个Fiori应用叫做My Opportunity，是SAP成都研究院Jerry所在的CRM Fiori团队开发维护的。假设我们有这样一个需求，需要监控在指定时间段内，该应用收到的读请求。

我们在Opportunity OData服务的实现里找到了一个BAdI增强，CRM_OPPORTUNITY_ODATA_BD:

所有读请求都会经过这个BAdI，所以在里面实现我们自定义的日志逻辑很合适。

创建一个自定义数据库表，用于记录读请求的明细，包括请求者的用户名，请求日期和请求时间。

BAdI实现的逻辑很简单，依次把字段记录下来，插入数据库表：

接着是在本地安装Prometheus服务器，我安装的是Windows版本，需要先编辑prometheus.yml配置文件，然后启动。

下图是配置文件最核心的部分，定义了Prometheus连接SAP CRM抓取监控数据的规则。第24行和25行维护了SAP CRM系统的用户名和密码，第26行/sap/zcm是CRM上为Prometheus暴露出来的数据采集接口的路径，第28行指定Prometheus服务器每隔2秒钟采集一次数据。第33行定义了CRM ABAP系统的主机名和端口号。有了这些配置信息，Prometheus可以同ABAP Netweaver服务器建立连接并进行周期性的数据抓取。

最后一步，在/sap/zcm这个路径上把我们自定义数据库表里的数据暴露出来：

一个SELECT COUNT(*)搞定：

至此万事俱备了。回到Fiori 应用界面，随便点击几个Opportunity，触发读请求，回到自定义的数据库表，发现已经有一些日志记录在内了。

启动Prometheus服务器，马上就以2秒的时间间隔，往ABAP服务器发起数据查询请求：

localhost:9090打开Prometheus的控制台，能看到从SAP CRM系统实时采集到的读请求个数：

切换到Graph面板，能看到指定时间间隔内的读请求变化趋势，比如下图的横轴是时间点，纵轴是读请求个数，图上的折线表达了过去五分钟之内，读请求数量呈线性增长的趋势。

Prometheus提供的dashboard，提供了各种维度的数据查询和聚合功能。如果对其基本的数据展现界面不满意，可以选择另一款效果更好的开源数据可视化工具Grafana. 下图是Grafana的dashboard：

希望Jerry这个例子可以给大家一些启发：ABAP照样可以借助现代开源工具来实现一些传统ABAP工具难以实现的功能。在Jerry看来，Prometheus完全可以同ABAP的单元测试框架一起协同工作，提高基于ABAP技术栈的应用开发的持续集成和持续交付能力。

感谢阅读。

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