Opencore调度机制剖析-优快云博客

opencore内部调度

1 引言

多媒体框架是非常重要而又令人关心的模块，尤其在 android 的系统上，多媒体播放效果如何，对其框架了解是非常必要的。

多媒体中的调度问题，是个背后的故事，但却对性能影响至关重要，本文并非全面分析多媒体框架，旨在探讨媒体框架调度方面与传统的多线程应用间的差异。

2 基本知识

1. 多媒体框架：

宏观上看多媒体框架一般包含： engine 、 parser 、 codec 、 output ， engine 为控制部分， parser 为文件解析及读取部分， codec 就是音视频编解码， output 包含音视频输出。针对不同文件类型及编解码器，会有多种 parser 及 codec 。

2. Linux 线程：

一般来讲 linux 都会定义最大线程为 1024 ，不过还没有看到哪个系统运行起来有如此之多的线程存在，也有网评说创建到 382 个线程时返回失败。最大线程数目会受到系统资源的影响。

多线程在管理调度上也会影响系统性能，影响的是 kernel 部分。

多线程应用设计中，数据共享是个问题，线程 A 和线程 B 间共享数据，为确保数据访问有效，会引入锁，比如信号量。多个线程中，信号量等待是很重要的，有时线程 A 的数据准备 OK 了，但线程 B 没有用完，那么接下来线程 A 只能死等或是空转。

多线程中，还要避免线程死锁。

3 调度对比

在此我们拿传统 while 循环、多线程模式、 opencore 调度模式作对比，如下图示。

模式一：

顺序执行，有新模块加入就挨着添加。

模式二：

不论有限与否， ABCD 四个模块都在独立运行，即使浪费也要空转。

模式三：

由统一调度器调度，优先者优先调度， ABCD 四个模块都注册到调度器上，通过状态机切换触发下一次调度，谁着急被再次调用谁就去触发调度器执行，相对公平。 Opencore 采用该模式， PlayerDriver 创建后进入 OSCL 线程来处理消息， engine 创建完各个 node 节点并将其连接起来，剩下的就是 node 间的通讯问题，各 node 状态变化会触发 oscl 对其下一次调度，参与到oscl调度中的模块都必须提供一个Run函数，oscl会去call这个函数。

4 opencore 为何不用多线程

因为有人曾疑问，为什么opencore不去创建大量线程来调度，那样不是更快，事实上opencore是采用上述模式三来解决调度问题的。附上一张oscl调度相关的类图。

opencore 中为何不大量去创建线程来完成各个模块，暂时没有看到 opencore 的官方设计文档来讲述其设计思路，只能通过代码去分析，下述也仅一家之言供参考。

1. 从模块化去看， opencore 有很多模块，包含 engine 、 player 、 author 、 parser 、 omx 、 codec 、 output 、 audio 、 video 等，并且 opencore 抽象出来个概念叫 node ， parser/codec/omx 都被封装成 node ， engine 负责把各个 node 节点创建并连接起来后，剩下的就是各个 node 节点之间的通讯，它们由统一调度器来调度。试想，如果每个 node （或者说模块）都去创建一个线程去执行，如何管理是个问题，也有悖软件工程的模块化思想。

2. 从模块化再看，假如把多媒体缩减到 engine 、 parser 、 decoder 三个模块，如果多线程去做，会有三个线程，这是其一，其二，文件类型识别及解码器识别需要事先完成，必然由 engine 去完成，从而决定用哪个 parser 和 decoder 。 Opencore 里分的很清楚，各个模块干各自的事情，一个线程统一调度完成。

3. 从 CS 模型去看， android 中多媒体采用服务器客户端架构来实现，客户端是 jiava 程序，仅用于一些 API 的封装、控制指令的下放等；核心的媒体播放控制都在服务器端实现，它们之间通过 binder 调用衔接。当有客户端发起媒体请求时，服务器就创建一个 client 去对应它，如果有第二个媒体请求，就会创建第二个 client 来对应。如此一来，服务器端可能会存在多个 client ，每个 client 都是一个媒体引擎的实例，假如 opencore 采用了多线程模式，又假如引擎总共涉及 6 个线程，倘若有五个客户端发起请求，系统就会增加 30 个线程，如此一来显然增加 kernel 的调度时间，影响系统性能。而采用 opencore 的统一调度，五个客户端也就呼起五个线程，这是可以接受的。

4. 从多媒体的应用场景来看，视频播放、短信铃声、彩信铃声、电话铃声、闹钟铃声是会同时出现的，这样就触发了上述多种客户端的情况。

5. 从可移植看， opencore 采用的统一调度器叫 oscl ，它是一个抽象封装，基于 oscl 之上可以看做纯软件模块，如此一来 opencore 可以很容易的移植到各个平台，且保持一致性。

6. 从扩展性看， opencore 现有框架添加一个模块很容易，比如添加 rmvb 的支持，只要添加一个 rmvb 的 parser-node 即可，对系统框架没有任何影响。如果采用多线程， rmvb 的 parser 肯定要实现， engine 中要添加 rmvb 识别部分，也会添加创建 rmvb-parser 线程部分。