1. M3U 協(xié)議解析

??M3U8文件是指UTF-8編碼格式的M3U文件。M3U文件是記錄了一個索引純文本文件，打開它時播放軟件并不是播放它，而是根據(jù)它的索引找到對應(yīng)的音視頻文件的網(wǎng)絡(luò)地址進(jìn)行在線播放。

??M3U8是一種常見的流媒體格式，主要以文件列表的形式存在，既支持直播又支持點播，尤其在Android、iOS等平臺最為常用。

#EXTM3U

#EXT-X-VERSION:3

#EXT-X-MEDIA-SEQUENCE:0

#EXT-X-ALLOW-CACHE:YES

#EXT-X-TARGETDURATION:3

#EXTINF:1.969

https://test.com/test0.ts

#EXTINF:1.972

https://test.com/test1.ts

#EXTINF:1.109

https://test.com/test2.ts

#EXT-X-DISCONTINUITY

#EXTINF:2.969

https://test.com/test3.ts

#EXT-X-ENDLIST

tag說明

下面我們說明一下比較常用和關(guān)鍵的幾個字段:
　　? EXTM3U：這個是M3U8文件必須包含的標(biāo)簽，并且必須在文件的第一行，所有的M3U8文件中必須包含這個標(biāo)簽。
　　? EXT-X-VERSION：M3U8文件的版本，常見的是3（目前最高版本應(yīng)該是7）。
　　?EXT-X-TARGETDURATION：該標(biāo)簽指定了單個媒體文件持續(xù)時間的最大值，播放文件列表中的媒體文件在EXTINF標(biāo)簽中定義的持續(xù)時間必須小于或者等于該標(biāo)簽指定的持續(xù)時間。該標(biāo)簽在播放列表文件中必須出現(xiàn)一次。
　　?EXT-X-MEDIA-SEQUENCE：M3U8直播是的直播切換序列，當(dāng)播放打開M3U8時，以這個標(biāo)簽的值作為參考，播放對應(yīng)的序列號的切片。
　　?EXTINF：EXTINF為M3U8列表中每一個分片的duration，如上面例子輸出信息中的第一片的duration為2.969秒。在EXTINF標(biāo)簽中，除了duration值，還可以包含可選的描述信息，主要為標(biāo)注切片信息，使用逗號分隔開。
　　?EXT-X-DISCONTINUITY：需要特別說明的就是這個tag了，表示前一片分片和后一片分片有不連續(xù)。
　　?EXT-X-ENDLIST：若出現(xiàn)EXT-X-ENDLIST標(biāo)簽，則表明M3U8文件不會再產(chǎn)生更多的切片，可以理解為該M3U8已停止更新，并且播放分片到這個標(biāo)簽后結(jié)束。M3U8不僅僅是可以作為直播，也可以作為點播存在，在M3U8文件中保存所有切片信息最后使用EXT-X-ENDLIST結(jié)尾，這個M3U8即為點播M3U8。EXT-X-ENDLIST標(biāo)簽可能會出現(xiàn)在播放列表文件的任何地方，但是不能出現(xiàn)兩次或以上。
　　?EXT-X-STREAM-INF：EXT-X-STREAM-INF標(biāo)簽出現(xiàn)在M3U8時，主要是出現(xiàn)在多級M3U8文件中時，例如M3U8中包含子M3U8列表，或者主M3U8中包含多碼率M3U8時；該標(biāo)簽后需要跟一些屬性，下面就來逐一說明一下這些屬性：
????BANDWIDTH：BANDWIDTH的值為最高碼率值，當(dāng)播放EXT-X-STREAM-INF下對應(yīng)的M3U8時占用的最大碼率（必要參數(shù)）。
????AVERAGE-BANDWIDTH：AVERAGE-BANDWIDTH的值為平均碼率值，當(dāng)播放EXT-X-STREAM-INF下對應(yīng)的M3U8時占用的平均碼率。（可選參數(shù)）。
????CODECS：CODECS的值用于聲明EXT-X-STREAM-INF下面對應(yīng)M3U8里面的音視頻編碼、視頻編碼的信息（可選參數(shù)）。
????RESOLUTION：M3U8中視頻的寬高信息描述（可選參數(shù)）。
????FRAME-RATE：子M3U8中的視頻幀率（可選參數(shù)）。
　　?#EXT-X-KEY:表示怎么對media segments進(jìn)行解碼。其作用范圍是下次該tag出現(xiàn)前的所有media URI，格式如下：
????#EXT-X-KEY:<attribute-list>：NONE 或者 AES-128。如果是NONE，則URI以及IV屬性必須不存在，如果是AES-128(Advanced EncryptionStandard)，則URI必須存在，IV可以不存在。
????對于AES-128的情況，keytag和URI屬性共同表示了一個key文件，通過URI可以獲得這個key，如果沒有 IV（Initialization Vector）,則使用序列號作為IV進(jìn)行編解碼，將序列號的高位賦到16個字節(jié)的buffer中，左邊補0；如果 有IV，則將改值當(dāng)成16個字節(jié)的16進(jìn)制數(shù)。
　　?#EXT-X-PROGRAM-DATE-TIME：將一個絕對時間或是日期和一個媒體段中的第一個sample相關(guān)聯(lián)，只對下一個meida URI有效，格式如下：
????#EXT-X-PROGRAM-DATE-TIME:<YYYY-MM-DDThh:mm:ssZ>
????For example:
????#EXT-X-PROGRAM-DATE-TIME:2010-02-19T14:54:23.031+08:00
　　?#EXT-X-ALLOW-CACHE：是否允許做cache，這個可以在PlayList文件中任意地方出現(xiàn)，并且最多出現(xiàn)一次，作用效果是所有的媒體段。格式如下：
????#EXT-X-ALLOW-CACHE:<YES|NO>
　　?#EXT-X-PLAYLIST-TYPE： 提供關(guān)于PlayList的可變性的信息， 這個對整個PlayList文件有效，是可選的，格式如下：
????#EXT-X-PLAYLIST-TYPE:<EVENT|VOD> ：如果是VOD，則服務(wù)器不能改變PlayList 文件；如果是EVENT，則
服務(wù)器不能改變或是刪除PlayList文件中的任何部分，但是可以向該文件中增加新的一行內(nèi)容。

2. HLS 與 M3U8

??HLS（全稱：Http Live Streaming）是由Apple公司定義的用于實時流傳輸?shù)膮f(xié)議，HLS基于HTTP協(xié)議實現(xiàn)，傳輸內(nèi)容包括兩部分，一是M3U8描述文件，二是TS媒體文件。

??HLS的優(yōu)勢為：自適應(yīng)碼率流播（adaptive streaming）。效果就是客戶端會根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀況自動選擇不同碼率的視頻流，條件允許的情況下使用高碼率，網(wǎng)絡(luò)繁忙的時候使用低碼率，并且能夠自動在二者之間隨意切換。這對移動設(shè)備網(wǎng)絡(luò)狀況不穩(wěn)定的情況下保障流暢播放非常有幫助。實現(xiàn)方法是服務(wù)器端提供多碼率視頻流，并且在列表文件中注明，播放器根據(jù)播放進(jìn)度和下載速度進(jìn)行自動調(diào)整。

??為什么要用 TS 而不是 MP4？這是因為兩個 TS 片段可以無縫拼接獨立解碼，播放器能連續(xù)播放，而 MP4 文件由于編碼方式的原因，兩段 MP4 不能無縫拼接，播放器連續(xù)播放兩個 MP4 文件會出現(xiàn)破音和畫面間斷，影響用戶體驗。而且如果要在一段長達(dá)一小時的視頻中跳轉(zhuǎn)，如果使用單個 MP4 格式的視頻文件，并且也是用 HTTP 協(xié)議，那么需要代理服務(wù)器支持 HTTP range request 獲取大文件中的一部分。這樣的話，對于代理服務(wù)器的性能來說要求較高。而 HTTP Live Streaming 則只需要根據(jù)列表文件中的時間軸找出對應(yīng)的 TS 片段下載即可，不需要 range request，對代理服務(wù)器的要求小很多。所有代理服務(wù)器都支持小文件的高效緩存。

mp4格式轉(zhuǎn)換為ts格式

如果是mp4格式，則可以通過ffmpeg轉(zhuǎn)換為ts格式，命令如下所示：

ffmpeg -i output20.mp4 -codec copy  -hls_list_size 0  -hls_wrap 0 -strict -2  -vbsf h264_mp4toannexb -absf aac_adtstoasc -f hls -hls_base_url https://test.com/ test.m3u8

命令參數(shù)說明:
　　? -hls_time n: 設(shè)置每片的長度，默認(rèn)值為2。單位為秒。即EXTINF tag對應(yīng)的值。hls_time設(shè)置后效果不一定準(zhǔn)確，會受到關(guān)鍵幀大小及其他因素影響。如果需要相對非常準(zhǔn)確的切片，可以添加hls_flags的子參數(shù)split_by_time來保證生成的切片能夠與hls_time設(shè)置的切片時長差不多。split_by_time參數(shù)必須與hls_time配合使用，并且使用split_by_time參數(shù)有可能會影響首畫面體驗，例如花屏或者首畫面顯示慢的問題，因為視頻的第一幀不一定是關(guān)鍵幀。
　　? -hls_list_size n:設(shè)置播放列表保存的最多條目，設(shè)置為0會保存有所片信息，默認(rèn)值為5。為了解決這個問題，需要指定參數(shù)-hls_list_size 0，這樣就能包含所有的片段。
　　? -hls_wrap n:設(shè)置多少片之后開始覆蓋，如果設(shè)置為0則不會覆蓋，默認(rèn)值為0.這個選項能夠避免在磁盤上存儲過多的 片，而且能夠限制寫入磁盤的最多的片的數(shù)量。
　　? -hls_start_number n:設(shè)置播放列表中sequence number的值為number，默認(rèn)值為0。注意：播放列表的sequence number 對每個segment來說都必須是唯一的，而且它不能和片的文件名（當(dāng)使用wrap選項時，文件名有可能會重復(fù)使用）混淆。
　　?h264_mp4toannexb： h264有兩種封裝，一種是annexb模式，傳統(tǒng)模式，有startcode，SPS和PPS是在ES中，vlc里打開編碼器信息中顯示h264；一種是mp4模式，一般mp4 ，mkv會有，沒有startcode，SPS和PPS以及其它信息被封裝在container中，每一個frame前面是這個frame的長度,vlc里打開編碼器信息中顯示avc1。很多解碼器只支持annexb這種模式，因此需要將mp4做轉(zhuǎn)換。
　　?aac_adtstoasc：將AAC編碼器編碼后的原始碼流（ADTS頭 + ES流）封裝為MP4或者FLV或者M(jìn)OV等格式時，需要先將ADTS頭轉(zhuǎn)換為MPEG-4 AudioSpecficConfig （將音頻相關(guān)編解碼參數(shù)提取出來），并將原始碼流中的ADTS頭去掉（只剩下ES流）；相反，從MP4或者FLV或者M(jìn)OV等格式文件中解封裝出AAC碼流（只有ES流）時，需要在解析出的AAC碼流前添加ADTS頭（含音頻相關(guān)編解碼參數(shù)）。
　　?hls_base_url 參數(shù)用于為M3U8列表的文件路徑設(shè)置前置基本路徑參數(shù)，因為在FFmpeg中生成M3U8時寫入的TS切片路徑默認(rèn)為M3U8生成的路徑相同，但是實際上TS所存儲的路徑既可以為本地絕對路徑，也可以為相對路徑，還可以為網(wǎng)絡(luò)路徑，因此使用hls_base_url參數(shù)可以達(dá)到該效果。

ts格式拼接命令

ffmpeg -i 1.mp4 -vcodec copy -acodec copy -vbsf h264_mp4toannexb 1.ts
ffmpeg -i 2.mp4 -vcodec copy -acodec copy -vbsf h264_mp4toannexb 2.ts
ffmpeg -i "concat:1.ts|2.ts" -acodec copy -vcodec copy -absf aac_adtstoasc output.mp4

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