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【聲明】

首先，這一系列文章均基于自己的理解和實(shí)踐，可能有不對的地方，歡迎大家指正。
其次，這是一個入門系列，涉及的知識也僅限于夠用，深入的知識網(wǎng)上也有許許多多的博文供大家學(xué)習(xí)了。
最后，寫文章過程中，會借鑒參考其他人分享的文章，會在文章最后列出，感謝這些作者的分享。

碼字不易，轉(zhuǎn)載請注明出處！

教程代碼：【Github傳送門】

再次，調(diào)用start方法后，MediaCodec進(jìn)入Flushed狀態(tài)；
接著，調(diào)用dequeueInputBuffer方法后，進(jìn)入Running狀態(tài)；
最后，當(dāng)解碼/編碼結(jié)束時，進(jìn)入End of Stream（EOF）狀態(tài)。
這時，一個視頻就處理完成了。

Released：最后，如果想結(jié)束整個數(shù)據(jù)處理過程，可以調(diào)用release方法，釋放所有的資源。

那么，F(xiàn)lushed是什么狀態(tài)呢？

從圖中我們可以看到，在Running或者End of Stream狀態(tài)時，都可以調(diào)用flush方法，重新進(jìn)入Flushed狀態(tài)。

當(dāng)我們在解碼過程中，進(jìn)入了End of Stream后，解碼器就不再接收輸入了，這時候，需要調(diào)用flush方法，重新進(jìn)入接收數(shù)據(jù)狀態(tài)。

或者，我們在播放視頻過程中，想進(jìn)行跳播，這時候，我們需要Seek到指定的時間點(diǎn)，這時候，也需要調(diào)用flush方法，清除緩沖，否則解碼時間戳?xí)靵y。

再次強(qiáng)調(diào)一下，一定要好好理解這兩幅圖，因?yàn)楹罄m(xù)的代碼就是基于這兩幅圖來編寫的。

二、解碼流程

MediaCodec有兩種工作模式，分別為異步模式和同步模式，這里我們使用同步模式，異步模式可以參考官網(wǎng)例子。

根據(jù)官方的數(shù)據(jù)流圖和狀態(tài)圖，畫出一個最基礎(chǔ)的解碼流程如下：

經(jīng)過初始化和配置以后，進(jìn)入循環(huán)解碼流程，不斷的輸入數(shù)據(jù)，然后獲取解碼完數(shù)據(jù)，最后渲染出來，直到所有數(shù)據(jù)解碼完成（End of Stream）。

三、開始解碼

根據(jù)上面的流程圖，可以發(fā)現(xiàn)，無論音頻還是視頻，解碼流程基本是一致的，不同的地方只在于【配置】、【渲染】兩個部分。

定義解碼器

因此，我們將整個解碼流程抽象為一個解碼基類：BaseDecoder，為了規(guī)范代碼和更好的拓展性，我們先定義一個解碼器：IDecoder，繼承Runnable。

interface IDecoder: Runnable {

    /**
     * 暫停解碼
     */
    fun pause()

    /**
     * 繼續(xù)解碼
     */
    fun goOn()

    /**
     * 停止解碼
     */
    fun stop()

    /**
     * 是否正在解碼
     */
    fun isDecoding(): Boolean

    /**
     * 是否正在快進(jìn)
     */
    fun isSeeking(): Boolean

    /**
     * 是否停止解碼
     */
    fun isStop(): Boolean

    /**
     * 設(shè)置狀態(tài)監(jiān)聽器
     */
    fun setStateListener(l: IDecoderStateListener?)

    /**
     * 獲取視頻寬
     */
    fun getWidth(): Int

    /**
     * 獲取視頻高
     */
    fun getHeight(): Int

    /**
     * 獲取視頻長度
     */
    fun getDuration(): Long

    /**
     * 獲取視頻旋轉(zhuǎn)角度
     */
    fun getRotationAngle(): Int

    /**
     * 獲取音視頻對應(yīng)的格式參數(shù)
     */
    fun getMediaFormat(): MediaFormat?

    /**
     * 獲取音視頻對應(yīng)的媒體軌道
     */
    fun getTrack(): Int

    /**
     * 獲取解碼的文件路徑
     */
    fun getFilePath(): String
}
復(fù)制代碼

定義了解碼器的一些基礎(chǔ)操作，如暫停/繼續(xù)/停止解碼，獲取視頻的時長，視頻的寬高，解碼狀態(tài)等等

為什么繼承Runnable？

這里使用的是同步模式解碼，需要不斷循環(huán)壓入和拉取數(shù)據(jù)，是一個耗時操作，因此，我們將解碼器定義為一個Runnable，最后放到線程池中執(zhí)行。

接著，繼承IDecoder，定義基礎(chǔ)解碼器BaseDecoder。

首先來看下基礎(chǔ)參數(shù)：

abstract class BaseDecoder: IDecoder {
    //-------------線程相關(guān)------------------------
    /**
     * 解碼器是否在運(yùn)行
     */
    private var mIsRunning = true

    /**
     * 線程等待鎖
     */
    private val mLock = Object()

    /**
     * 是否可以進(jìn)入解碼
     */
    private var mReadyForDecode = false

    //---------------解碼相關(guān)-----------------------
    /**
     * 音視頻解碼器
     */
    protected var mCodec: MediaCodec? = null

    /**
     * 音視頻數(shù)據(jù)讀取器
     */
    protected var mExtractor: IExtractor? = null

    /**
     * 解碼輸入緩存區(qū)
     */
    protected var mInputBuffers: Array<ByteBuffer>? = null

    /**
     * 解碼輸出緩存區(qū)
     */
    protected var mOutputBuffers: Array<ByteBuffer>? = null

    /**
     * 解碼數(shù)據(jù)信息
     */
    private var mBufferInfo = MediaCodec.BufferInfo()

    private var mState = DecodeState.STOP

    private var mStateListener: IDecoderStateListener? = null

    /**
     * 流數(shù)據(jù)是否結(jié)束
     */
    private var mIsEOS = false

    protected var mVideoWidth = 0

    protected var mVideoHeight = 0

    //省略后面的方法
    ....
}
復(fù)制代碼

首先，我們定義了線程相關(guān)的資源，用于判斷是否持續(xù)解碼的mIsRunning，掛起線程的mLock等。
然后，就是解碼相關(guān)的資源了，比如MdeiaCodec本身，輸入輸出緩沖，解碼狀態(tài)等等。
其中，有一個解碼狀態(tài)DecodeState和音視頻數(shù)據(jù)讀取器IExtractor。

定義解碼狀態(tài)

為了方便記錄解碼狀態(tài)，這里使用一個枚舉類表示

enum class DecodeState {
    /**開始狀態(tài)*/
    START,
    /**解碼中*/
    DECODING,
    /**解碼暫停*/
    PAUSE,
    /**正在快進(jìn)*/
    SEEKING,
    /**解碼完成*/
    FINISH,
    /**解碼器釋放*/
    STOP
}
復(fù)制代碼

定義音視頻數(shù)據(jù)分離器

前面說過，MediaCodec需要我們不斷地喂數(shù)據(jù)給輸入緩沖，那么數(shù)據(jù)從哪里來呢？肯定是音視頻文件了，這里的IExtractor就是用來提取音視頻文件中數(shù)據(jù)流。

Android自帶有一個音視頻數(shù)據(jù)讀取器MediaExtractor，同樣為了方便維護(hù)和拓展性，我們依然先定一個讀取器IExtractor。

interface IExtractor {
    /**
     * 獲取音視頻格式參數(shù)
     */
    fun getFormat(): MediaFormat?

    /**
     * 讀取音視頻數(shù)據(jù)
     */
    fun readBuffer(byteBuffer: ByteBuffer): Int

    /**
     * 獲取當(dāng)前幀時間
     */
    fun getCurrentTimestamp(): Long

    /**
     * Seek到指定位置，并返回實(shí)際幀的時間戳
     */
    fun seek(pos: Long): Long

    fun setStartPos(pos: Long)

    /**
     * 停止讀取數(shù)據(jù)
     */
    fun stop()
}
復(fù)制代碼

最重要的一個方法就是readBuffer，用于讀取音視頻數(shù)據(jù)流

定義解碼流程

前面我們只貼出了解碼器的參數(shù)部分，接下來，貼出最重要的部分，也就是解碼流程部分。

abstract class BaseDecoder: IDecoder {
    //省略參數(shù)定義部分，見上
    .......

    final override fun run() {
        mState = DecodeState.START
        mStateListener?.decoderPrepare(this)

        //【解碼步驟：1\. 初始化，并啟動解碼器】
        if (!init()) return

        while (mIsRunning) {
            if (mState != DecodeState.START &&
                mState != DecodeState.DECODING &&
                mState != DecodeState.SEEKING) {
                waitDecode()
            }

            if (!mIsRunning ||
                mState == DecodeState.STOP) {
                mIsRunning = false
                break
            }

            //如果數(shù)據(jù)沒有解碼完畢，將數(shù)據(jù)推入解碼器解碼
            if (!mIsEOS) {
                //【解碼步驟：2\. 將數(shù)據(jù)壓入解碼器輸入緩沖】
                mIsEOS = pushBufferToDecoder()
            }

            //【解碼步驟：3\. 將解碼好的數(shù)據(jù)從緩沖區(qū)拉取出來】
            val index = pullBufferFromDecoder()
            if (index >= 0) {
                //【解碼步驟：4\. 渲染】
                render(mOutputBuffers!![index], mBufferInfo)
                //【解碼步驟：5\. 釋放輸出緩沖】
                mCodec!!.releaseOutputBuffer(index, true)
                if (mState == DecodeState.START) {
                    mState = DecodeState.PAUSE
                }
            }
            //【解碼步驟：6\. 判斷解碼是否完成】
            if (mBufferInfo.flags == MediaCodec.BUFFER_FLAG_END_OF_STREAM) {
                mState = DecodeState.FINISH
                mStateListener?.decoderFinish(this)
            }
        }
        doneDecode()
        //【解碼步驟：7\. 釋放解碼器】
        release()
    }

    /**
     * 解碼線程進(jìn)入等待
     */
    private fun waitDecode() {
        try {
            if (mState == DecodeState.PAUSE) {
                mStateListener?.decoderPause(this)
            }
            synchronized(mLock) {
                mLock.wait()
            }
        } catch (e: Exception) {
            e.printStackTrace()
        }
    }

    /**
     * 通知解碼線程繼續(xù)運(yùn)行
     */
    protected fun notifyDecode() {
        synchronized(mLock) {
            mLock.notifyAll()
        }
        if (mState == DecodeState.DECODING) {
            mStateListener?.decoderRunning(this)
        }
    }

    /**
     * 渲染
     */
    abstract fun render(outputBuffers: ByteBuffer,
                        bufferInfo: MediaCodec.BufferInfo)

    /**
     * 結(jié)束解碼
     */
    abstract fun doneDecode()
}
復(fù)制代碼

在Runnable的run回調(diào)方法中，集成了整個解碼流程:

【解碼步驟：1. 初始化，并啟動解碼器】

abstract class BaseDecoder: IDecoder {
    //省略上面已有代碼
    ......

    private fun init(): Boolean {
        //1.檢查參數(shù)是否完整
        if (mFilePath.isEmpty() || File(mFilePath).exists()) {
            Log.w(TAG, "文件路徑為空")
            mStateListener?.decoderError(this, "文件路徑為空")
            return false
        }
        //調(diào)用虛函數(shù)，檢查子類參數(shù)是否完整
        if (!check()) return false

        //2.初始化數(shù)據(jù)提取器
        mExtractor = initExtractor(mFilePath)
        if (mExtractor == null ||
            mExtractor!!.getFormat() == null) return false

        //3.初始化參數(shù)
        if (!initParams()) return false

        //4.初始化渲染器
        if (!initRender()) return false

        //5.初始化解碼器
        if (!initCodec()) return false
        return true
    }

    private fun initParams(): Boolean {
        try {
            val format = mExtractor!!.getFormat()!!
            mDuration = format.getLong(MediaFormat.KEY_DURATION) / 1000
            if (mEndPos == 0L) mEndPos = mDuration

            initSpecParams(mExtractor!!.getFormat()!!)
        } catch (e: Exception) {
            return false
        }
        return true
    }

    private fun initCodec(): Boolean {
        try {
            //1.根據(jù)音視頻編碼格式初始化解碼器
            val type = mExtractor!!.getFormat()!!.getString(MediaFormat.KEY_MIME)
            mCodec = MediaCodec.createDecoderByType(type)
            //2.配置解碼器
            if (!configCodec(mCodec!!, mExtractor!!.getFormat()!!)) {
                waitDecode()
            }
            //3.啟動解碼器
            mCodec!!.start()

            //4.獲取解碼器緩沖區(qū)
            mInputBuffers = mCodec?.inputBuffers
            mOutputBuffers = mCodec?.outputBuffers
        } catch (e: Exception) {
            return false
        }
        return true
    }

    /**
     * 檢查子類參數(shù)
     */
    abstract fun check(): Boolean

    /**
     * 初始化數(shù)據(jù)提取器
     */
    abstract fun initExtractor(path: String): IExtractor

    /**
     * 初始化子類自己特有的參數(shù)
     */
    abstract fun initSpecParams(format: MediaFormat)

    /**
     * 初始化渲染器
     */
    abstract fun initRender(): Boolean

    /**
     * 配置解碼器
     */
    abstract fun configCodec(codec: MediaCodec, format: MediaFormat): Boolean
}
復(fù)制代碼

初始化方法中，分為5個步驟，看起很復(fù)雜，實(shí)際很簡單。

檢查參數(shù)是否完整：路徑是否有效等
初始化數(shù)據(jù)提取器：初始化Extractor
初始化參數(shù)：提取一些必須的參數(shù)：duration，width，height等
初始化渲染器：視頻不需要，音頻為AudioTracker

初始化解碼器：初始化MediaCodec

在initCodec()中，

val type = mExtractor!!.getFormat()!!.getString(MediaFormat.KEY_MIME)
mCodec = MediaCodec.createDecoderByType(type)
復(fù)制代碼

初始化MediaCodec的時候：

首先，通過Extractor獲取到音視頻數(shù)據(jù)的編碼信息MediaFormat；
然后，查詢MediaFormat中的編碼類型（如video/avc，即H264；audio/mp4a-latm，即AAC）；
最后，調(diào)用createDecoderByType創(chuàng)建解碼器。

需要說明的是：由于音頻和視頻的初始化稍有不同，所以定義了幾個虛函數(shù)，將不同的東西交給子類去實(shí)現(xiàn)。具體將在下一篇文章[音視頻播放：音視頻同步]說明。

【解碼步驟：2. 將數(shù)據(jù)壓入解碼器輸入緩沖】

直接進(jìn)入pushBufferToDecoder方法中


abstract class BaseDecoder: IDecoder {
    //省略上面已有代碼
    ......

    private fun pushBufferToDecoder(): Boolean {
        var inputBufferIndex = mCodec!!.dequeueInputBuffer(2000)
        var isEndOfStream = false

        if (inputBufferIndex >= 0) {
            val inputBuffer = mInputBuffers!![inputBufferIndex]
            val sampleSize = mExtractor!!.readBuffer(inputBuffer)
            if (sampleSize < 0) {
                //如果數(shù)據(jù)已經(jīng)取完，壓入數(shù)據(jù)結(jié)束標(biāo)志：BUFFER_FLAG_END_OF_STREAM
                mCodec!!.queueInputBuffer(inputBufferIndex, 0, 0,
                    0, MediaCodec.BUFFER_FLAG_END_OF_STREAM)
                isEndOfStream = true
            } else {
                mCodec!!.queueInputBuffer(inputBufferIndex, 0,
                    sampleSize, mExtractor!!.getCurrentTimestamp(), 0)
            }
        }
        return isEndOfStream
    }
}
復(fù)制代碼

調(diào)用了以下方法：

查詢是否有可用的輸入緩沖，返回緩沖索引。其中參數(shù)2000為等待2000ms，如果填入-1則無限等待。

var inputBufferIndex = mCodec!!.dequeueInputBuffer(2000)
復(fù)制代碼

通過緩沖索引 inputBufferIndex 獲取可用的緩沖區(qū)，并使用Extractor提取待解碼數(shù)據(jù)，填充到緩沖區(qū)中。

val inputBuffer = mInputBuffers!![inputBufferIndex]
val sampleSize = mExtractor!!.readBuffer(inputBuffer)
復(fù)制代碼

調(diào)用queueInputBuffer將數(shù)據(jù)壓入解碼器。

mCodec!!.queueInputBuffer(inputBufferIndex, 0,
    sampleSize, mExtractor!!.getCurrentTimestamp(), 0)
復(fù)制代碼

注意：如果SampleSize返回-1，說明沒有更多的數(shù)據(jù)了。
這個時候，queueInputBuffer的最后一個參數(shù)要傳入結(jié)束標(biāo)記MediaCodec.BUFFER_FLAG_END_OF_STREAM。

【解碼步驟：3. 將解碼好的數(shù)據(jù)從緩沖區(qū)拉取出來】

直接進(jìn)入pullBufferFromDecoder()

abstract class BaseDecoder: IDecoder {
    //省略上面已有代碼
    ......

    private fun pullBufferFromDecoder(): Int {
        // 查詢是否有解碼完成的數(shù)據(jù)，index >=0 時，表示數(shù)據(jù)有效，并且index為緩沖區(qū)索引
        var index = mCodec!!.dequeueOutputBuffer(mBufferInfo, 1000)
        when (index) {
            MediaCodec.INFO_OUTPUT_FORMAT_CHANGED -> {}
            MediaCodec.INFO_TRY_AGAIN_LATER -> {}
            MediaCodec.INFO_OUTPUT_BUFFERS_CHANGED -> {
                mOutputBuffers = mCodec!!.outputBuffers
            }
            else -> {
                return index
            }
        }
        return -1
    }
}
復(fù)制代碼

第一、調(diào)用dequeueOutputBuffer方法查詢是否有解碼完成的可用數(shù)據(jù)，其中mBufferInfo用于獲取數(shù)據(jù)幀信息，第二參數(shù)是等待時間，這里等待1000ms，填入-1是無限等待。

var index = mCodec!!.dequeueOutputBuffer(mBufferInfo, 1000)
復(fù)制代碼

第二、判斷index類型：

MediaCodec.INFO_OUTPUT_FORMAT_CHANGED：輸出格式改變了

MediaCodec.INFO_OUTPUT_BUFFERS_CHANGED：輸入緩沖改變了

MediaCodec.INFO_TRY_AGAIN_LATER：沒有可用數(shù)據(jù)，等會再來

大于等于0：有可用數(shù)據(jù)，index就是輸出緩沖索引

【解碼步驟：4. 渲染】

這里調(diào)用了一個虛函數(shù)render，也就是將渲染交給子類

【解碼步驟：5. 釋放輸出緩沖】

調(diào)用releaseOutputBuffer方法，釋放輸出緩沖區(qū)。

注：第二個參數(shù)，是個boolean，命名為render，這個參數(shù)在視頻解碼時，用于決定是否要將這一幀數(shù)據(jù)顯示出來。

mCodec!!.releaseOutputBuffer(index, true)
復(fù)制代碼

【解碼步驟：6. 判斷解碼是否完成】

還記得我們在把數(shù)據(jù)壓入解碼器時，當(dāng)sampleSize < 0 時，壓入了一個結(jié)束標(biāo)記嗎？

當(dāng)接收到這個標(biāo)志后，解碼器就知道所有數(shù)據(jù)已經(jīng)接收完畢，在所有數(shù)據(jù)解碼完成以后，會在最后一幀數(shù)據(jù)加上結(jié)束標(biāo)記信息，即

if (mBufferInfo.flags == MediaCodec.BUFFER_FLAG_END_OF_STREAM) {
    mState = DecodeState.FINISH
    mStateListener?.decoderFinish(this)
}
復(fù)制代碼

【解碼步驟：7. 釋放解碼器】

在while循環(huán)結(jié)束后，釋放掉所有的資源。至此，一次解碼結(jié)束。

abstract class BaseDecoder: IDecoder {
    //省略上面已有代碼
    ......

    private fun release() {
        try {
            mState = DecodeState.STOP
            mIsEOS = false
            mExtractor?.stop()
            mCodec?.stop()
            mCodec?.release()
            mStateListener?.decoderDestroy(this)
        } catch (e: Exception) {
        }
    }
}
復(fù)制代碼

最后，解碼器定義的其他方法（如pause、goOn、stop等）不再細(xì)說，可查看工程源碼。

結(jié)尾

本來打算把音頻和視頻播放部分也放到本篇來講，最后發(fā)現(xiàn)篇幅太長，不利于閱讀，看了會累。所以把真正實(shí)現(xiàn)播放部分和下一篇【音視頻播放：音視頻同步】做一個整合，內(nèi)容和長度都會更合理。

so，下一篇見！

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【Android 音視頻開發(fā)打怪升級：音視頻硬解碼篇】二、音視頻硬解碼流程：封裝基礎(chǔ)解碼框架

【Android 音視頻開發(fā)打怪升級：音視頻硬解碼篇】二、音視頻硬解碼流程：封裝基礎(chǔ)解碼框架

【聲明】

目錄

一、Android音視頻硬解碼篇：

二、使用OpenGL渲染視頻畫面篇

三、Android FFmpeg音視頻解碼篇

本文你可以了解到

一、簡介

數(shù)據(jù)流

狀態(tài)

二、解碼流程

三、開始解碼

定義解碼器

定義解碼狀態(tài)

定義音視頻數(shù)據(jù)分離器

定義解碼流程

結(jié)尾

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【聲 明】

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一、Android音視頻硬解碼篇：

二、使用OpenGL渲染視頻畫面篇

三、Android FFmpeg音視頻解碼篇

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一、簡介

數(shù)據(jù)流

狀態(tài)

二、解碼流程

三、開始解碼

定義解碼器

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定義音視頻數(shù)據(jù)分離器

定義解碼流程

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三、Android FFmpeg音視頻解碼篇

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二、解碼流程

三、開始解碼