ffplay源码分析___暂停功能

原创 已于 2025-08-19 17:22:56 修改 · 405 阅读 · 8 ·
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#ffmpeg #音视频 #ffplay

于 2025-06-21 16:46:16 首次发布

前言

暂停功能是播放器的一个重要功能，分为触发暂停和恢复播放两部分。

一、暂停

1、触发暂停的位置

/* handle an event sent by the GUI */
static void event_loop(VideoState *cur_stream)
{
    SDL_Event event;
    double incr, pos, frac;

    for (;;) {
        double x;
        refresh_loop_wait_event(cur_stream, &event);
        switch (event.type) {
        case SDL_KEYDOWN:
            switch (event.key.keysym.sym) {
                case SDLK_p:
                case SDLK_SPACE:
                    toggle_pause(cur_stream);
                    break;
                default:
                    break;
            }
            break; 
        default:
            break;
        }//end case SDL_KEYDOWN
    }//end for
}//end event_loop

当按下键盘的空格键或P键时，产生键盘按下事件SDL_KEYDOWN，执行toggle_pause()。

toggle_pause()的代码如下，内部调用了stream_toggle_pause()，并且退出逐帧模式。

static void toggle_pause(VideoState *is)
{
    stream_toggle_pause(is);
    is->step = 0;
}

 stream_toggle_pause()代码如下：

/* pause or resume the video */
static void stream_toggle_pause(VideoState *is)
{
    if (is->paused) {
        is->frame_timer += av_gettime_relative() / 1000000.0 - is->vidclk.last_updated;
        printf("is->read_pause_return=%d AVERROR(ENOSYS)=%d\n", is->read_pause_return, AVERROR(ENOSYS));
        if (is->read_pause_return != AVERROR(ENOSYS)) {
            is->vidclk.paused = 0;
        }
        set_clock(&is->vidclk, get_clock(&is->vidclk), is->vidclk.serial);
    }
    set_clock(&is->extclk, get_clock(&is->extclk), is->extclk.serial);
    is->paused = is->audclk.paused = is->vidclk.paused = is->extclk.paused = !is->paused;
}

 刚开始暂停时，is->paused标志为0，没有执行if语句，if语句恢复播放时执行

is->paused = is->audclk.paused = is->vidclk.paused = is->extclk.paused = !is->paused;

把is->paused和三个时钟的paused标志置为1，表示此时是暂停状态。暂停后，受影响的代码有读取线程read_thread，音频解码线程audio_thread、视频解码线程video_thread，音频播放线程sdl_audio_callback，视频播放refresh_loop_wait_event()。先看下视频播放暂停

2、视频播放暂停

视频播放的流程为：event_loop()-->refresh_loop_wait_event()-->video_refresh()-->video_display()，当is->paused标志为1时，如果强制刷新标志is->force_refresh为0，程序不执行video_refresh()，如下所示

没有其他事件时，程序会在refresh_loop_wait_event()的while循环中空转

static void refresh_loop_wait_event(VideoState *is, SDL_Event *event) {
    double remaining_time = 0.0;/* 休眠等待，remaining_time的计算在video_refresh中 */
    /* 调用SDL_PeepEvents前先调用SDL_PumpEvents，将输入设备的事件抽到事件队列中 */
    SDL_PumpEvents();
    while (!SDL_PeepEvents(event, 1, SDL_GETEVENT, SDL_FIRSTEVENT, SDL_LASTEVENT)) {
        if (!cursor_hidden && av_gettime_relative() - cursor_last_shown >     CURSOR_HIDE_DELAY){
        SDL_ShowCursor(0);
        cursor_hidden = 1;
        }
    
        if (remaining_time > 0.0) //sleep控制画面输出的时机
            av_usleep((int64_t)(remaining_time * 1000000.0)); // remaining_time <= REFRESH_RATE
        remaining_time = REFRESH_RATE;
        //显示模式不等于SHOW_MODE_NONE && 非暂停状态 || 强制刷新状态
        if (is->show_mode != SHOW_MODE_NONE && (!is->paused || is->force_refresh))                    
            video_refresh(is, &remaining_time);          
        SDL_PumpEvents();
    }
}

如果暂停状态下，窗口大小变了或全屏了等，触发is->force_refresh为1，此时会执行video_refresh()

并触发执行video_display()

通过calculate_display_rect()重新计算SDL窗口的大小，并继续渲染最后一帧。因为vp帧的数据已经拷贝到纹理了，此时vp->uploaded为1不会再调用upload_texture()。 

 无论窗口变化与否，程序都不会执行frame_queue_next()，也就是不会消费FrameQueue的视频数据了。

3、音频播放静音数据

音频回调函数是sdl_audio_callback()，暂停状态下，sdl需要填充数据时程序运行到audio_decode_frame()后立刻返回-1，也就是说SDL取不到解码后的音频数据了

由于audio_decode_frame()返回-1，所以运行下面的if语句

audio_size = audio_decode_frame(is);
if (audio_size < 0) {
     /* if error, just output silence */
    is->audio_buf = NULL;
    //确保is->audio_buf_size是is->audio_tgt.frame_size的整数倍。
    is->audio_buf_size = SDL_AUDIO_MIN_BUFFER_SIZE / is->audio_tgt.frame_size * is->audio_tgt.frame_size;
}

下面这一句的意思是确保is->audio_buf_size是is->audio_tgt.frame_size的整数倍。

is->audio_buf_size = SDL_AUDIO_MIN_BUFFER_SIZE / is->audio_tgt.frame_size * is->audio_tgt.frame_size;

由于is->audio_buf为NULL，所以此时填充的都是静音数据 

4、read_thread读取线程

在read_thread线程中搜索paused关键字，发现有如下代码

if (is->paused != is->last_paused) {
    is->last_paused = is->paused;
    if (is->paused)
    {
        is->read_pause_return = av_read_pause(ic);
        printf("is->read_pause_return=%d\n", is->read_pause_return);
    }
    else
    {
        av_read_play(ic);
        printf("is->av_read_play\n");
    }
}

is->paused和is->last_paused开始时都为0，暂停后is->paused为1， 执行av_read_pause()暂停读取网络数据，恢复播放后调用av_read_play()继续读取网络数据，本地文件不受av_read_pause()和av_read_play()的影响，所以读取线程会一直读取AVPacket数据。

5、音频和视频解码暂停

解码函数decoder_decode_frame()没有paused关键字，说明解码没有立即暂停。读取线程一直在读取数据，音频播放和视频播放不消费FrameQueue数据了，解码线程一直解码的话，会导致音频和视频的FrameQueue数据积压，直到满为止，所以音频和视频解码线程会阻塞在frame_queue_peek_writable()-->SDL_CondWait()中，如下图所示：

音视频解码线程阻塞后，不会调用packet_queue_get()从packetQueue中消费数据了。

再回到read_thread线程中，由于解码线程不再从PacketQueue中get数据解码，read_thread一直读取数据的话，会导致PacketQueue越来越大，所以read_thread线程会在以下代码处休眠并等待超时，

SDL_CondWaitTimeout()在10毫秒后，如果没有收到其他线程发送信号，会自动返回继续continue循环等待10毫秒。如果收到信号，SDL_CondWaitTimeout()会立即返回读取数据，此时说明解码线程没有数据可解码了，解码线程发送信号在以下代码处：

如果解码线程没有数据可解码了，会发送信号立刻唤醒read_thead线程读取数据。

6、时钟暂停

在暂停状态下，当调用get_clock()获取时钟时，直接返回最后一次的pts。

视频时钟的更新是在video_refresh()里，暂停时不会运行update_video_pts()更新视频时钟，所以视频的pts一直不变。 

音频时钟的更新是在sdl_audio_callback()中，暂停时sdl_audio_callback()仍然在运行，所以会调用set_clock_at()更新音频时钟

set_clock_at(&is->audclk, is->audio_clock - (double)(2 * is->audio_hw_buf_size + is->audio_write_buf_size) / is->audio_tgt.bytes_per_sec, is->audio_clock_serial, audio_callback_time / 1000000.0);

因为获取不到解码数据了， 所以is->audio_clock不会继续更新，is->audio_clock保留的是暂停前播放的最后一帧音频的结束时间，is->audio_hw_buf_size为固定值8192，is->audio_write_buf_size为0，所以计算的pts不变

is->audio_clock - (double)(2 * is->audio_hw_buf_size + is->audio_write_buf_size)

即音频时钟的pts字段不更新，只更新音频时钟的last_updated和pts_drift字段。

注：音频每次播放2048个样本，对于44100的采用率，SDL需要取21.53（44100/2048）次数据。

SDL每次取数据的间隔为46.44毫秒（1000/21.53），即0.046秒

7、总结：

暂停后，音频和视频都暂停播放了，FrameQueue的数据积压满。

解码线程阻塞在frame_queue_peek_writable()中，直到收到信号为止。

read_thread线程会超时等待10毫秒判断一次。

二、恢复播放

1、触发恢复播放

再次按下P键或空格键时，恢复成播放状态，运行toggle_pause()。

在toggle_pause()中，恢复播放状态后is->step=0，说明取消单帧播放模式。即无论暂停时还是恢复播放时，都要取消单帧播放模式。

再来看stream_toggle_pause()内部，由于此时is->paused标志为1，运行if语句，如下所示

1）修改is->frame_timer的值(当前帧的开始显示时间)

is->frame_timer += av_gettime_relative() / 1000000.0 - is->vidclk.last_updated;

is->frame_timer是暂停前最后一帧的开始显示时间（系统时间）

is->vidclk.last_updated：暂停前最后一帧更新pts的系统时间，

// 走到这一步，说明已经到了或过了该显示的时间，待显示帧vp的状态变更为当前要显示的帧
is->frame_timer += delay; // 更新当前帧播放的时间
if (delay > 0 && time - is->frame_timer > AV_SYNC_THRESHOLD_MAX)
{
    is->frame_timer = time; //如果和系统时间差距太大，就纠正为系统时间                
}

SDL_LockMutex(is->pictq.mutex);
if (!isnan(vp->pts))
    update_video_pts(is, vp->pts, vp->pos, vp->serial); // 更新video时钟

该时间是最后一帧的实际显示时间，以如下图所示

t1是执行is->frame_timer += delay的时间，t2是执行update_video_pts()的时间，t3是暂停时间，t4是恢复播放时间。

t1和t2代码非常接近，可认为是同一时间，av_gettime_relative()也区分不了这个差异。

t2到t3是该帧开始显示到暂停的时间。有可能刚显示就暂停了，也有可能快显示结束才暂停，所以t2到t3介于[0，一帧的时长]的区间，t3到t4是暂停经过的时间，取决于人工操作，可能暂停1秒，可能暂停10秒。那么

av_gettime_relative() / 1000000.0 - is->vidclk.last_updated：相当于t4-t2，该帧开始显示到恢复播放经过的时长

is->frame_timer += av_gettime_relative() / 1000000.0 - is->vidclk.last_updated值的含义：

is->frame_timer的值记作t0，此时的is->frame_timer是加上delay后的值，代表当前帧的计算结束时间，真正的结束时间是t1时刻，由于t1略大于t0，所以t0大概在t1前一点位置（两者可能相差几微妙）。

那么is->frame_timer += av_gettime_relative() / 1000000.0 - is->vidclk.last_updated后的值如下图红色大括号所示的区域

所以is->frame_timer += av_gettime_relative() / 1000000.0 - is->vidclk.last_updated后的值非常接近当前时间t4，两者相差t2到t0的时间。因为t1和t2相等，所以差值t1-t0是实际的帧结束时间和计算的帧结束时间的差值。如果这个值忽略不记的话，is->frame_timer直接赋值为当前时间比较好理解。即is->frame_timer = av_gettime_relative() / 1000000.0。

2）视频时钟恢复

此时的时钟保存的last_updated是暂停前的最后一次更新的系统时间，pts_drift是根据last_updated和pts计算的。如果再用get_clock()获取视频时钟时，计算的值是错误的。比如视频在10：00暂停了，过了10秒恢复播放，那么恢复播放1秒后，用get_clock()获取的时钟是pts+11秒，实际视频才播放了一秒，视频时钟应该是pts+1。所以视频时钟的last_updated应该修改为恢复播放时的系统时间，下面代码的作用就是如此。

set_clock(&is->vidclk, get_clock(&is->vidclk), is->vidclk.serial);

这句代码主要作用是就是更新视频时钟的last_updated和pts_drift字段。

第二个参数通过get_clock()获取的是视频的pts(不是c->pts_drift + time，因为此时paused还为1)。

在set_clock()的内部结构中，通过av_gettime_relative()获取当前时间后，调用set_clock_at()更新last_updated和pts_drift字段。这样再次用get_clock()获取时钟时，就能计算出正确的时钟了。

static void set_clock(Clock *c, double pts, int serial)
{
    double time = av_gettime_relative() / 1000000.0;
    set_clock_at(c, pts, serial, time);
}

static void set_clock_at(Clock *c, double pts, int serial, double time)
{
    c->pts = pts;
    c->last_updated = time;
    c->pts_drift = c->pts - time;
    c->serial = serial;
}

3）音频时钟恢复

在sdl_audio_callback()中，音频时钟的last_updated字段一直在更新（每隔0.046秒更新一次）。所以c->pts_drift也一直在更新，这里也没有更新音频时钟的代码。

4）暂停标志位恢复

is->paused = is->audclk.paused = is->vidclk.paused = is->extclk.paused = !is->paused;

取反重新把paused标志位置为0，此时音视频时钟又继续跑起来了。

2、视频恢复播放

paused标志位恢复成0后，refresh_loop_wait_event()继续调用video_refresh()播放视频。再次根据时钟差以及is->frame_timer（该帧的显示时间），计算当前显示帧的播放时长，恢复播放。当该帧显示完毕后，调用frame_queue_next()，通过发送信号给视频解码线程，通知解码线程立即恢复工作。

3、音频播放恢复sdl_audio_callback()

在sdl_audio_callback()中，音频暂停时运行到if(is->paused)处会立即返回，此时向SDL填充的都是静音数据

paused恢复标志位为0后，会继续向下运行，继续从FrameQueue中读取解码后的音频数据向SDL填充，此时音频恢复播放。

同时在frame_queue_next()中同视频一样，通过调用SDL_CondSignal()发送信号给音频解码线程audio_thread，唤醒audio_thread继续解码。

注：音频FrameQueue和视频FrameQueue中的条件变量和锁都是独立的，在初始化FrameQueue的函数frame_queue_init()中，各个队列创建自己的条件变量和锁。

4、解码线程恢复

音频解码线程和视频解码线程都阻塞在frame_queue_peek_writable()中，若消费线程的frame_queue_next()不发送信号的话，会一直阻塞，直到收到信号为止

1）视频播放线程调用frame_queue_next()-->SDL_CondSignal()发送信号后，frame_queue_peek_writable()-->SDL_CondWait()被唤醒继续向下运行，开始消费视频PacketQueue的数据。

2) 音频消费线程sdl_audio_callback()调用audio_decode_frame-->frame_queue_next()发送信号后唤醒audio_thread，开始消费音频PacketQueue继续解码。 

5、读线程read_thread

音视频解码线程恢复工作后，packetQueue的数据正常消费了，读线程继续调用av_read_frame()读取AVPacket数据。

注：在读线程read_thread中，用SDL_CondWaitTimeout（）超时返回的机制，相当于不断的检测，不像解码线程那样阻塞在SDL_CondWait()中。

6、总结

1) 恢复播放后，首先是更新is->frame_timer，也就是修改当前显示帧的开始播放时间，然后更新视频时钟的last_updated和pts_drift，并把paused标志位恢复成0。

2) paused标志位恢复后，当前帧根据时钟差计算显示时长，并根据修改后的is->frame_timer计算下一帧的播放时间。音频不再播放静音数据，开始播放解码后的数据，同时音频消费线程和视频消费线程通过frame_queue_next()唤醒解码线程。

3）音频和视频解码线程被消费线程唤醒后，继续工作解码数据。

4）read_thread线程继续用超时检测机制，从文件中读取AVPacket数据。

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