Swift 实现 DLNA 投屏功能：完整技术解析与实践指南

原创于 2025-09-23 10:29:15 发布 · 1k 阅读

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1. 引言

DLNA（Digital Living Network Alliance）是一种允许在家庭网络中共享媒体内容的技术标准。通过 DLNA，用户可以将手机、平板等设备上的视频、音频和图片内容投射到电视、音响等大屏设备上播放。本文将详细介绍如何使用 Swift 实现一个完整的 DLNA 投屏功能。

2. DLNA 投屏原理

2.1 DLNA 架构组成

DLNA 系统主要由三个组件构成：

DMS（Digital Media Server）：媒体服务器，存储媒体文件
DMR（Digital Media Renderer）：媒体渲染器，播放媒体内容
DMC（Digital Media Controller）：媒体控制器，控制播放流程

我们的 Swift 实现主要扮演 DMC 角色，控制 DMR 设备播放媒体。

2.2 投屏流程

设备发现：通过 SSDP 协议搜索网络中的 DLNA 设备
设备描述：获取设备的服务能力和控制地址
媒体传输：通过 AVTransport 服务设置播放内容
播放控制：通过 RenderingControl 服务控制音量、播放状态等

3. 核心代码结构解析

3.1 主控制器：CNDLNA

class CNDLNA {
    private let UPnPServer = CNDLNAUPnPServer()
    private let UPnPRenderer = CNDLNAUPnPRenderer()
    
    // 单例模式
    static var dlna: CNDLNA?
    class func shared() -> CNDLNA {
        if let temp = dlna {
            return temp
        } else {
            dlna = CNDLNA()
            return dlna!
        }
    }
    
    // 开始搜索设备
    func cn_startSearch() {
        UPnPServer.cn_start()
    }
    
    // 选择投屏设备
    func cn_setDevice(withUUID deviceUUID: String) {
        if let deviceInfo = UPnPServer.cn_getDevice(deviceUUID) {
            UPnPRenderer.cn_setDevice(deviceInfo)
        }
    }
    
    // 投屏播放
    func cn_play(withUrl urlStr: String, title: String, creator: String) {
        UPnPRenderer.cn_setAVTransportURL(urlStr, title: title, creator: creator)
    }
}

3.2 设备发现：CNDLNAUPnPServer

设备发现基于 SSDP（Simple Service Discovery Protocol）协议：

class CNDLNAUPnPServer: NSObject {
    private let ssdpAddres = "239.255.255.250"
    private let ssdpPort: UInt16 = 1900
    private var udpSocket: GCDAsyncUdpSocket?
    
    func cn_getSearchString() -> String {
        return "M-SEARCH * HTTP/1.1\r\nHOST: \(ssdpAddres):\(ssdpPort)\r\nMAN: \"ssdp:discover\"\r\nMX: 2\r\nST: \(serviceType_AVTransport)\r\n\r\n"
    }
    
    func cn_search() {
        if let sendData = self.cn_getSearchString().data(using: .utf8) {
            self.udpSocket?.send(sendData, toHost: ssdpAddres, port: ssdpPort, withTimeout: -1, tag: 1)
        }
    }
}

3.3 设备控制：CNDLNAUPnPRenderer

设备控制通过 SOAP 协议发送 XML 格式的指令：

class CNDLNAUPnPRenderer {
    func cn_setAVTransportURL(_ urlStr: String, title: String, creator: String) {
        let action = CNDLNAUPnPAction(action: "SetAVTransportURI")
        action.cn_setArgumentValue("0", forName: "InstanceID")
        action.cn_setArgumentValue(urlStr, forName: "CurrentURI")
        action.cn_setArgumentValue(self.cn_createMetaData(urlStr: urlStr, title: title, creator: creator), forName: "CurrentURIMetaData")
        self.cn_post(action)
    }
    
    private func cn_post(_ action: CNDLNAUPnPAction) {
        guard let _device = device else { return }
        let session = URLSession.shared
        if let url = URL(string: action.cn_getPostUrl(withModel: _device)) {
            let postXML = action.cn_getPostXMLString()
            var request = URLRequest(url: url)
            request.httpMethod = "POST"
            request.addValue("text/xml", forHTTPHeaderField: "Content-Type")
            request.addValue(action.cn_getSOAPAction(), forHTTPHeaderField: "SOAPAction")
            request.httpBody = postXML.data(using: .utf8)
            // 发送请求...
        }
    }
}

4. 关键实现细节

4.1 SOAP 消息构建

class CNDLNAUPnPAction {
    func cn_getPostXMLString() -> String {
        let xmlElement = CNXMLDocument(name: "s:Envelope")
        xmlElement.cn_addAttribute(CNXMLDocument(name: "s:encodingStyle", value: "http://schemas.xmlsoap.org/soap/encoding/"))
        xmlElement.cn_addAttribute(CNXMLDocument(name: "xmlns:s", value: "http://schemas.xmlsoap.org/soap/envelope/"))
        xmlElement.cn_addAttribute(CNXMLDocument(name: "xmlns:u", value: self.cn_getServiceTypeValue()))
        
        let command = CNXMLDocument(name: "s:Body")
        command.cn_addChild(_xmlDocument)
        xmlElement.cn_addChild(command)
        return xmlElement.cn_getXMLString()
    }
}

4.2 媒体元数据生成

根据媒体类型生成不同的 DIDL-Lite 元数据：

private func cn_createMetaData(urlStr: String, title: String, creator: String) -> String {
    let template = self.cn_getMetaDataTemplate(forUrl: urlStr)
    return String(format: template, title, creator, urlStr)
}

private func cn_getMetaDataTemplate(forUrl urlString: String) -> String {
    let lowercaseUrl = urlString.lowercased()
    if lowercaseUrl.contains(".mp4") || lowercaseUrl.contains("video/") {
        return videoTemplate
    }
    if lowercaseUrl.contains(".mp3") || lowercaseUrl.contains("audio/") {
        return audioTemplate
    }
    if lowercaseUrl.contains(".jpg") || lowercaseUrl.contains("image/") {
        return imageTemplate
    }
    return videoTemplate
}

5. 使用示例

5.1 基本使用流程

// 获取 DLNA 实例
let dlna = CNDLNA.shared()

// 设置代理接收回调
dlna.delegate = self

// 开始搜索设备
dlna.cn_startSearch()

// 选择设备（在代理回调中获取设备列表后）
dlna.cn_setDevice(withUUID: deviceUUID)

// 投屏播放视频
dlna.cn_play(withUrl: "http://example.com/video.mp4", 
             title: "示例视频", 
             creator: "用户名")

5.2 实现代理方法

extension ViewController: CNDLNADelegate {
    func cn_dlna(_ dlna: CNDLNA, searchDevicesChange devices: [CNDLNADeviceInfo]) {
        // 更新设备列表UI
        self.devices = devices
        self.tableView.reloadData()
    }
    
    func cn_dlnaPlay(_ dlna: CNDLNA) {
        // 投屏开始播放
        print("投屏播放开始")
    }
    
    func cn_dlna(_ dlna: CNDLNA, error: Error?) {
        // 错误处理
        if let error = error {
            print("DLNA错误: \(error.localizedDescription)")
        }
    }
}

6. 注意事项与优化建议

6.1 网络权限

在 iOS 中使用 DLNA 需要确保应用有网络访问权限，在 Info.plist 中添加：

<key>NSLocalNetworkUsageDescription</key>
<string>需要访问本地网络以发现DLNA设备</string>

6.2 性能优化

设备搜索使用合适的超时时间，避免长时间占用资源
使用合适的队列处理网络回调，避免阻塞主线程
合理管理 UDP socket 的生命周期

6.3 兼容性处理

不同厂商的 DLNA 设备可能有细微差异，需要测试兼容性
处理设备离线、网络异常等边界情况

7. 总结

本文详细介绍了如何使用 Swift 实现 DLNA 投屏功能，涵盖了设备发现、连接、媒体传输和播放控制等核心环节。通过这个实现，开发者可以轻松地将 DLNA 投屏功能集成到自己的 iOS 应用中，为用户提供更好的跨设备媒体体验。

完整的代码实现提供了良好的扩展性，开发者可以根据需要添加更多功能，如播放列表管理、播放进度同步等高级特性。