基于Go语言的视频会议系统基础架构和核心代码实现

基于Go语言的视频会议系统基础架构和核心代码实现。以下是分模块的技术实现方案：

一、系统架构图

[Web Client (Vue3)] <--WebSocket--> [Signaling Server (Go)]
       │                                  │
       └──WebRTC PeerConnection───────► [MCU Server (Go)]
                 (SRTP/SRTCP)

二、服务端核心代码实现

1. 信令服务器（Gin框架）

// main.go
package main

import (
 "github.com/gin-gonic/gin"
 "github.com/gorilla/websocket"
)

var upgrader = websocket.Upgrader{
 CheckOrigin: func(r *http.Request) bool { return true },
}

type Room struct {
 Clients map[string]*websocket.Conn
}

var rooms = make(map[string]*Room)

func main() {
 r := gin.Default()
 
 // WebSocket信令端点
 r.GET("/ws/:roomID/:userID", func(c *gin.Context) {
  roomID := c.Param("roomID")
  userID := c.Param("userID")
  
  conn, err := upgrader.Upgrade(c.Writer, c.Request, nil)
  if err != nil {
   return
  }
  
  if _, ok := rooms[roomID]; !ok {
   rooms[roomID] = &Room{Clients: make(map[string]*websocket.Conn)}
  }
  
  room := rooms[roomID]
  room.Clients[userID] = conn
  
  go handleSignals(room, userID, conn)
 })
 
 r.Run(":8080")
}

func handleSignals(room *Room, userID string, conn *websocket.Conn) {
 defer conn.Close()
 
 for {
  _, msg, err := conn.ReadMessage()
  if err != nil {
   delete(room.Clients, userID)
   return
  }
  
  // 广播信令给房间内其他用户
  for id, client := range room.Clients {
   if id != userID {
    if err := client.WriteMessage(websocket.TextMessage, msg); err != nil {
     delete(room.Clients, id)
    }
   }
  }
 }
}

2. MCU服务器核心逻辑

// mcu.go
package main

import (
 "github.com/pion/webrtc/v3"
 "sync"
)

type MCU struct {
 peers      map[string]*webrtc.PeerConnection
 audioTracks map[string]*webrtc.TrackLocalStaticRTP
 videoTracks map[string]*webrtc.TrackLocalStaticRTP
 mu         sync.Mutex
}

func NewMCU() *MCU {
 return &MCU{
  peers:      make(map[string]*webrtc.PeerConnection),
  audioTracks: make(map[string]*webrtc.TrackLocalStaticRTP),
  videoTracks: make(map[string]*webrtc.TrackLocalStaticRTP),
 }
}

// 混音处理
func (m *MCU) mixAudio() {
 // TODO: 实现Opus音频混合逻辑
 // 使用github.com/pion/rtp进行RTP包处理
}

// 视频合成处理
func (m *MCU) composeVideo() {
 // TODO: 实现视频合成逻辑（H264/VP8）
}

// 网络自适应控制
func (m *MCU) adaptNetwork(stat webrtc.StatsReport) {
 // 根据网络状况调整码率
 // 实现参考：github.com/pion/interceptor/pkg/intervalpli
}

三、客户端核心代码（Vue3）

// webrtc-handler.js
export class WebRTCClient {
  constructor(roomId, userId) {
    this.pc = new RTCPeerConnection({
      iceServers: [{ urls: 'stun:stun.l.google.com:19302' }]
    });
    this.roomId = roomId;
    this.userId = userId;
    this.ws = new WebSocket(`ws://yourserver:8080/ws/${roomId}/${userId}`);
    
    this.setupWebSocket();
    this.setupPeerConnection();
  }

  setupWebSocket() {
    this.ws.onmessage = async (event) => {
      const message = JSON.parse(event.data);
      if (message.sdp) {
        await this.pc.setRemoteDescription(new RTCSessionDescription(message.sdp));
        if (message.sdp.type === 'offer') {
          const answer = await this.pc.createAnswer();
          await this.pc.setLocalDescription(answer);
          this.ws.send(JSON.stringify({ sdp: this.pc.localDescription }));
        }
      } else if (message.ice) {
        try {
          await this.pc.addIceCandidate(new RTCIceCandidate(message.ice));
        } catch (e) { /* 处理异常 */ }
      }
    };
  }

  setupPeerConnection() {
    // 添加本地音视频轨道
    navigator.mediaDevices.getUserMedia({ video: true, audio: true })
      .then(stream => {
        stream.getTracks().forEach(track => {
          this.pc.addTrack(track, stream);
        });
      });

    // ICE Candidate处理
    this.pc.onicecandidate = ({ candidate }) => {
      if (candidate) {
        this.ws.send(JSON.stringify({ ice: candidate }));
      }
    };

    // 远程流处理
    this.pc.ontrack = (event) => {
      const remoteStream = new MediaStream();
      remoteStream.addTrack(event.track);
      // 渲染到video元素
      document.getElementById('remoteVideo').srcObject = remoteStream;
    };
  }

  async createOffer() {
    const offer = await this.pc.createOffer();
    await this.pc.setLocalDescription(offer);
    this.ws.send(JSON.stringify({ sdp: offer }));
  }
}

四、关键功能实现说明

1. AI音频处理：

// 使用TensorFlow.js实现浏览器端降噪
import * as tf from '@tensorflow/tfjs';
import {RNNoise} from 'rnnoise-wasm';

async function processAudio(audioBuffer) {
  const rnnoise = await RNNoise.load();
  const processed = rnnoise.process(audioBuffer);
  return processed;
}

1. SRTP安全传输（WebRTC自动处理）：

// Go服务端配置DTLS
func createPeerConnection() (*webrtc.PeerConnection, error) {
 m := webrtc.MediaEngine{}
 m.RegisterCodec(webrtc.RTPCodecParameters{
  RTPCodecCapability: webrtc.RTPCodecCapability{
   MimeType:  webrtc.MimeTypeOpus,
   ClockRate: 48000,
   Channels:  2,
  },
  PayloadType: 111,
 })
 
 api := webrtc.NewAPI(webrtc.WithMediaEngine(&m))
 return api.NewPeerConnection(webrtc.Configuration{
  ICEServers: []webrtc.ICEServer{
   {URLs: []string{"stun:stun.l.google.com:19302"}},
  },
 })
}

1. 网络自适应控制：

// 客户端带宽检测
pc.onconnectionstatechange = () => {
  if (pc.connectionState === 'connected') {
    setInterval(async () => {
      const stats = await pc.getStats();
      stats.forEach(report => {
        if (report.type === 'remote-inbound-rtp') {
          const fractionLost = report.packetsLost / report.packetsReceived;
          if (fractionLost > 0.05) {
            adjustBitrate('reduce');
          }
        }
      });
    }, 1000);
  }
};

function adjustBitrate(action) {
  const senders = pc.getSenders();
  senders.forEach(sender => {
    const parameters = sender.getParameters();
    if (!parameters.encodings) return;
    
    parameters.encodings.forEach(encoding => {
      if (action === 'reduce') {
        encoding.maxBitrate *= 0.8;
      } else {
        encoding.maxBitrate *= 1.2;
      }
    });
    sender.setParameters(parameters);
  });
}

五、部署和扩展建议

1. 服务器部署：

# 编译Go服务
GOOS=linux GOARCH=amd64 go build -o meetingserver

# 使用Docker部署
FROM alpine:latest
RUN apk add --no-cache ffmpeg
COPY meetingserver /app/
CMD ["/app/meetingserver"]

1. 横向扩展方案：

// 使用Redis进行房间状态同步
import "github.com/go-redis/redis/v8"

var redisClient = redis.NewClient(&redis.Options{
 Addr:     "redis-cluster:6379",
 Password: "",
 DB:       0,
})

func syncRoomState(roomID string) {
 // 将房间状态存储到Redis
}

六、需要继续完善的部分

1. MCU服务器的具体混流逻辑实现

2. 完整的STUN/TURN服务器配置

3. 详细的API接口文档

4. 前端UI组件实现

5. 压力测试和性能优化

6. 详细的错误处理机制

7. 身份认证和权限管理

以上代码提供了视频会议系统的核心框架，实际生产环境需要根据具体需求进行以下增强：

1. 增加ICE候选收集和处理的完整逻辑

2. 实现完整的媒体服务器集群

3. 添加详细的日志监控系统

4. 实现QoS质量控制算法

5. 增加自动重连机制

6. 实现完整的房间管理API

建议在实际开发中结合以下技术栈：

• 媒体处理：Pion WebRTC、GStreamer

• 网络优化：QUIC协议、BBR拥塞控制

• 音频处理：SpeexDSP、RNNoise

• 视频处理：FFmpeg、OpenCV