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【实战】SpringBoot整合ffmpeg实现动态拉流转推

SpringBoot整合ffmpeg实现动态拉流转推

在最近的开发中，遇到一个 rtsp 协议的视频流，前端vue并不能直接播放，因此需要对流进行处理。在网上查阅后，ffmpeg和webrtc是最多的解决方案，但是使用webrtc的时候没成功，所以选择ffmpeg。下面介绍一下整体的实现步骤。

一、搭建 ffmepg

  1. 安装升级必要的编译工具和库
sudo yum install-y epel-release
sudo yum install-y\
    autoconf automake bzip2 cmake freetype-devel gcc gcc-c++ git libtool make\
    mercurial nasm pkgconfig zlib-devel
  1. 安装 yasm 和 nasm
sudo yum install-y yasm nasm
  1. 安装第三方更新源
sudo yum localinstall --nogpgcheck https://download1.rpmfusion.org/free/el/rpmfusion-free-release-7.noarch.rpm
  1. 安装 ffmpeg
yum install ffmpeg ffmpeg-devel -y
  1. 查看版本
ffmpeg -version

在这里插入图片描述

版本比较低，但是在网上的yum安装方式，版本都差不多。也可以通过官网的源码包，安装最新的版本。

  1. 测试 ffmepg 功能

如果没有可以测试的流地址，可以参考这个网站RTSP 测试地址，不确保每个都可以用，可以用vlc播放器测试一下流能不能用。

找到可以使用的流后，通过ffmpeg指令，测试转码功能。参考下面的指令。

ffmpeg -rtsp_transport tcp -analyzeduration50000000-probesize50000000-i"rtsp://stream.strba.sk:1935/strba/VYHLAD_JAZERO.stream"-c:v h264 -c:a aac -strict-2 /root/1.mp4

如果ffmpeg正常运行，那么这个指令会将流，转换成MP4类型的文件，保存在 /root 目录下。关于其他参数的作用，可以上网搜索。包括可以查看支持哪些视频编码格式以及音频编码格式。

二、创建 Spring Boot 测试项目

考虑到要动态控制拉流的流地址，所以需要用SpringBoot来控制Linux指令，也就是上文最后的测试指令。也是在网上搜索后，找到一个最简单的方案，代码如下：

@RestController@RequestMapping("/demo")publicclassDemoController{@PostMapping("/rtsp")publicStringrtsp(@RequestBodyMap<String,String> requestParams){String url = requestParams.get("url");String fileName = requestParams.get("fileName");String ffmpegCmd =String.format("ffmpeg -rtsp_transport tcp -analyzeduration 50000000 -probesize 50000000 -i \"%s\" -c:v h264 -c:a aac -strict -2 /root/%s", url, fileName);System.out.println(ffmpegCmd);try{Process process =Runtime.getRuntime().exec(newString[]{"bash","-c", ffmpegCmd });}catch(IOException e){thrownewRuntimeException(e);}return fileName;}}

编写了一个接口，入参中填入url和fileName，没做校验，一开始测试也可以直接在代码中全部写死，主要是测试 Process 类能不能正常操作 Linux。打包部署测试后，是可以成功控制的。接口方式就可以满足你的业务的话，在这基础上修改一下就可以使用了。

三、定时任务控制拉流

现在最简单的demo就已经完成了，但是这样的实现方式需要手动控制，而视频流其实是固定的几个，用接口方式会很麻烦，所以我们可以创建定时任务，从数据库中读取流和其他数据，实现自动拉流。

  1. 封装拉流方法
@Slf4j@ServicepublicclassFfmpegService{privatestaticfinalMap<FfmpegBO,Process>PROCESS_MAP=newConcurrentHashMap<>();publicvoidconvertStream(FfmpegBO bo){String url = bo.getStreamUrl();String fileDirName = bo.getFileDir();/**
         * /opt/ffmpeg/hls/ + 文件名
         */String baseDirPath ="/opt/ffmpeg/hls/ "+ fileDirName;String fileCreateCmd =String.format("mkdir -p %s", baseDirPath);try{Runtime.getRuntime().exec(newString[]{"sh","-c", fileCreateCmd });}catch(IOException e){thrownewRuntimeException(e.getMessage());}String fileName = bo.getFilename();String ffmpegCmd =String.format("ffmpeg -rtsp_transport tcp -analyzeduration 50000000 -probesize 50000000 -i \"%s\" -c:v h264 -c:a aac -strict -2 /root/%s", url, fileName);try{Process process =Runtime.getRuntime().exec(newString[]{"sh","-c", ffmpegCmd });// 按规则生成转换后的流地址
            bo.setConvertStreamUrl("xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx");PROCESS_MAP.put(bo, process);}catch(IOException e){thrownewRuntimeException(e.getMessage());}
        log.info("[FfmpegServiceImpl.pushStream] pushStreamBO: {}", bo);}}

代码中创建了一个

PROCESS_MAP

用来保存执行的代码，用于在后面停止进程。在流转换方法中，传入自己需要的参数，按需求执行转换指令，然后保存到

PROCESS_MAP

。

  1. 创建定时任务
@Slf4j@ConfigurationpublicclassPushAndPullStreamTaskimplementsInitializingBean{@ResourceprivateFfmpegService ffmpegService;privatefinalScheduledThreadPoolExecutor scheduledPool =newScheduledThreadPoolExecutor(2);publicstaticThreadPoolExecutor commonAsyncPool =newThreadPoolExecutor(4,8,3,TimeUnit.SECONDS,newArrayBlockingQueue<>(100),
            r ->{Thread newThread =newThread(r);
                newThread.setName(" commonAsyncPool - "+ThreadLocalRandom.current().nextInt(10000));return newThread;});@OverridepublicvoidafterPropertiesSet()throwsException{// 开始流转，30秒后执行第一次，然后每隔五分钟执行一次
        scheduledPool.scheduleAtFixedRate(newconvertStreamTask(),30,5*60,TimeUnit.SECONDS);}/**
     * 转换流任务
     */class convertStreamTask implementsRunnable{@Overridepublicvoidrun(){List<Equipment> equipmentList =newArrayList<>();/* 填充list */
            equipmentList.stream().forEach(equipment ->{
                commonAsyncPool.execute(()->{try{FfmpegBO ffmpegBO =newFfmpegBO();
                        ffmpegBO.setStreamUrl(equipment.getRemark());
                        ffmpegBO.setFileDir(equipment.getDeviceSerial());
                        ffmpegBO.setFilename(equipment.getDeviceSerial()+"_"+ equipment.getChannelId());
                        ffmpegService.convertStream(ffmpegBO);}catch(Exception e){// 处理异常
                        log.error("Error processing equipment: {},  ", equipment.getPkId(), e);}});});}}}

简单构造一个定时任务，大概每五分钟执行一次（间隔短方便测试）。方法中构造了入参需要的ffmpegBO，开启一个线程池，并发执行转换方法。

PS：定时任务需要在启动类添加注解

  1. 停止进程的定时任务
publicvoidstopProcess(){
        log.info("[FfmpegServiceImpl.stopProcess] 停止进程, {}",PROCESS_MAP);PROCESS_MAP.forEach((bo, process)->{if(!process.isAlive()){return;}
            process.destroy();PROCESS_MAP.remove(bo);// 删除文件String baseDirPath ="/opt/ffmpeg/hls/"+ bo.getFileDir();String fileCreateCmd =String.format("rm -rf %s", baseDirPath);try{Runtime.getRuntime().exec(newString[]{"sh","-c", fileCreateCmd });}catch(IOException e){thrownewRuntimeException(e.getMessage());}
            log.info("stopProcess: {}", bo);});}

在 

FfmpegService

中新增停止任务方式，删除保存的文件，并且停止之前的转换流进程。在

PushAndPullStreamTask

中添加停止任务的定时任务。比转换任务提前20秒执行。

@Slf4j@ConfigurationpublicclassPushAndPullStreamTaskimplementsInitializingBean{@ResourceprivateFfmpegService ffmpegService;privatefinalScheduledThreadPoolExecutor scheduledPool =newScheduledThreadPoolExecutor(2);publicstaticThreadPoolExecutor commonAsyncPool =newThreadPoolExecutor(4,8,3,TimeUnit.SECONDS,newArrayBlockingQueue<>(100),
            r ->{Thread newThread =newThread(r);
                newThread.setName(" commonAsyncPool - "+ThreadLocalRandom.current().nextInt(10000));return newThread;});@OverridepublicvoidafterPropertiesSet()throwsException{// 开始流转，30秒后执行第一次，然后每隔五分钟执行一次
        scheduledPool.scheduleAtFixedRate(newconvertStreamTask(),30,5*60,TimeUnit.SECONDS);// 停止流转，10秒后执行第一次，然后每隔五分钟执行一次
        scheduledPool.scheduleAtFixedRate(newdestroyStreamTask(),10,5*60,TimeUnit.SECONDS);}/**
     * 转换流任务
     */class convertStreamTask implementsRunnable{@Overridepublicvoidrun(){List<Equipment> equipmentList =newArrayList<>();
            equipmentList.add(Equipment.builder().pkId(1).deviceSerial("1002654").channelId(1).remark("rtsp://180.101.128.47:9090/dss/monitor/param?cameraid=1002654%40021%241&substream=2").build());
            equipmentList.stream().forEach(equipment ->{
                commonAsyncPool.execute(()->{try{FfmpegBO ffmpegBO =newFfmpegBO();
                        ffmpegBO.setStreamUrl(equipment.getRemark());
                        ffmpegBO.setFileDir(equipment.getDeviceSerial());
                        ffmpegBO.setFilename(equipment.getDeviceSerial()+"_"+ equipment.getChannelId());
                        ffmpegService.pushStream(ffmpegBO);}catch(Exception e){// 处理异常
                        log.error("Error processing equipment: {},  ", equipment.getPkId(), e);}});});}}class destroyStreamTask implementsRunnable{@Overridepublicvoidrun(){
            ffmpegService.stopProcess();}}}

打包部署运行后，观察服务器上是否有文件自动生成，以及自动删除。

四、容器化部署解决方案

现在的部署方式，一般都是容器化部署。但是ffmpeg安装在宿主机中，这意味着需要在容器中操作宿主机执行指令。最简单的方案就是使用 

ssh

指令，执行 ssh root@xxx.xxx.xxx.xxx “指令”。

测试方案是否可行
  1. 运行容器
docker run -it alpine
  1. 安装 ssh 指令
# 镜像sed-i's/dl-cdn.alpinelinux.org/mirrors.aliyun.com/g' /etc/apk/repositories
# 下载安装
apk update && apk add --no-cache openssh-client
  1. ssh 远程控制宿主机
ssh root@ip "mkdir -p /opt/ffmpeg"

执行命令后，可以通过输入密码或者密钥的方案实现执行命令，最后宿主机成功创建了文件夹，测试结果证明这样的方案是可行的。

但是java代码没有办法输入密码，所以只能通过密钥的免密登录方式来执行命令。

免密登录测试
  1. 宿主机创建 rsa 密钥
ssh-keygen -t rsa

执行指令后，会在 /root/.ssh/文件夹下生成两个密钥，后缀 pub 的是公钥，另一个就是私钥。免密登录需要将公钥复制到被登录的目标服务器，在现在需求中，需要在容器中远程登录宿主机，所以宿主机就是目标服务器，那么换个思路，将这里生成的私钥，放在容器中，就可以从容器中远程登录宿主机。

在这里插入图片描述

  1. 宿主机添加公钥
cat ~/.ssh/id_rsa.pub >> ~/.ssh/authorized_keys
  1. 编写一个 Dockerfile，构建自定义镜像
vim Dockerfile

# Dockerfile 内容
FROM alpine

COPY ./.ssh/id_rsa /root/.ssh/id_rsa

RUN sed-i's/dl-cdn.alpinelinux.org/mirrors.aliyun.com/g' /etc/apk/repositories
RUN apk update && apk add --no-cache openssh-client \&&chmod600 /root/.ssh/id_rsa \&& ssh-keyscan -H 【宿主机ip】 >> /root/.ssh/known_hosts
    
    
    
# 构建镜像docker build -t[镜像名].

在这里插入图片描述

  1. 运行容器，测试免密登录

在这里插入图片描述

准备工作都完成后，就修改最初的ffmpeg任务代码，通过ssh的方式调用宿主机执行命令

修改ffmpeg指令

将一些固定配置，抽离到配置文件中，封装config类，灵活控制。参考如下代码。

@Data@ComponentpublicclassFfmpegConfig{@Value(value ="${ffmpeg.baseDirPath}")privateString baseDirPath;@Value(value ="${ffmpeg.ipAddr}")privateString ipAddr;@Value(value ="${ffmpeg.baseUrl}")privateString baseUrl;@Value(value ="${ffmpeg.fileSuffix}")privateString fileSuffix;}

结合配置，修改service代码，参考代码。

@Slf4j@ServicepublicclassFfmpegService{privatestaticfinalMap<FfmpegBO,Process>PROCESS_MAP=newConcurrentHashMap<>();@ResourceprivateFfmpegConfig ffmpegConfig;publicvoidpushStream(FfmpegBO bo){String url = bo.getStreamUrl();String fileDirName = bo.getFileDir();/**
         * /opt/ffmpeg/hls/ + 文件名
         */String baseDirPath = ffmpegConfig.getBaseDirPath()+ fileDirName;String fileCreateCmd =String.format("mkdir -p %s", baseDirPath);String sshCmd =String.format("ssh root@%s \"%s\"", ffmpegConfig.getIpAddr(), fileCreateCmd);
        log.info("[FfmpegServiceImpl.pushStream] ssh ：{}, 执行创建目录指令：{} ", sshCmd ,fileCreateCmd);try{Runtime.getRuntime().exec(newString[]{"sh","-c", sshCmd });}catch(IOException e){thrownewRuntimeException(e.getMessage());}String fileName = bo.getFilename();String outputM3u8 = baseDirPath  +"/"+ fileName + ffmpegConfig.getFileSuffix();String ffmpegCmd =String.format(" ffmpeg -rtsp_transport tcp -analyzeduration 50000000 -probesize 50000000 -i \"%s\" -c:v h264  -c:a aac -strict -2 -f hls -hls_time 10 -hls_list_size 0 -hls_segment_filename \"%s/%s_segment_%%03d.ts\" %s",
                url, baseDirPath, fileName, outputM3u8);
        sshCmd =String.format("ssh root@%s \"%s\"", ffmpegConfig.getIpAddr(), ffmpegCmd);

        log.info("[FfmpegServiceImpl.pushStream] ssh ：{}, 执行ffmpeg指令：{} ", sshCmd ,ffmpegCmd);try{Process process =Runtime.getRuntime().exec(newString[]{"sh","-c", sshCmd });
            bo.setConvertStreamUrl(ffmpegConfig.getBaseUrl()+ fileDirName +"/"+ fileName + ffmpegConfig.getFileSuffix());PROCESS_MAP.put(bo, process);}catch(IOException e){thrownewRuntimeException(e.getMessage());}
        log.info("[FfmpegServiceImpl.pushStream] pushStreamBO: {}", bo);}publicvoidstopProcess(){
        log.info("[FfmpegServiceImpl.stopProcess] 停止进程, {}",PROCESS_MAP);PROCESS_MAP.forEach((bo, process)->{if(!process.isAlive()){return;}
            process.destroy();PROCESS_MAP.remove(bo);// 删除文件String baseDirPath = ffmpegConfig.getBaseDirPath()+ bo.getFileDir();String fileCreateCmd =String.format("rm -rf %s", baseDirPath);String sshCmd =String.format("ssh root@%s \"%s\"", ffmpegConfig.getIpAddr(), fileCreateCmd);
            log.info("[FfmpegServiceImpl.pushStream] ssh ：{}, 执行删除目录指令：{} ", sshCmd ,fileCreateCmd);try{Runtime.getRuntime().exec(newString[]{"sh","-c", sshCmd });}catch(IOException e){thrownewRuntimeException(e.getMessage());}
            log.info("stopProcess: {}", bo);});}}
本次业务最终代码

调整后的代码，抽离封装了一些方法，并且将指令执行后的内容打印出来，方便观察执行效果

@Slf4j@ServicepublicclassFfmpegServiceImplimplementsFfmpegService{privatestaticfinalMap<FfmpegBO,Process>PROCESS_MAP=newConcurrentHashMap<>();@ResourceprivateFfmpegConfig ffmpegConfig;@OverridepublicvoidpushStream(FfmpegBO bo){String url = bo.getStreamUrl();String baseUrl = ffmpegConfig.getBaseUrl();String ipAddr = ffmpegConfig.getIpAddr();String fileDirName = bo.getFileDir();String baseDirPath = ffmpegConfig.getBaseDirPath()+ fileDirName;String fileName = bo.getFilename();String outputM3u8 = baseDirPath +"/"+ fileName + ffmpegConfig.getFileSuffix();// 创建远程目录createRemoteDirectory(ipAddr, baseDirPath);// 执行 FFmpeg 推流命令Process process =executeFfmpegCommand(ipAddr, url, baseDirPath, fileName, outputM3u8);// 设置转换后的流地址
        bo.setConvertStreamUrl(baseUrl + fileDirName +"/"+ fileName + ffmpegConfig.getFileSuffix());
        log.info("[FfmpegServiceImpl.pushStream] pushStreamBO: {}", bo);// 将进程对象存入 PROCESS_MAPPROCESS_MAP.put(bo, process);}/**
     * 停止所有推流进程，并删除远程目录
     */@OverridepublicvoidstopProcess(){
        log.info("[FfmpegServiceImpl.stopProcess] 停止进程, {}",PROCESS_MAP);PROCESS_MAP.forEach((bo, process)->{if(!process.isAlive()){
                log.warn("[FfmpegServiceImpl.stopProcess] 进程已停止, {}", bo);PROCESS_MAP.remove(bo);return;}// 终止进程
            process.destroy();PROCESS_MAP.remove(bo);// 删除远程目录deleteRemoteDirectory(ffmpegConfig.getIpAddr(), ffmpegConfig.getBaseDirPath()+ bo.getFileDir());
            log.info("stopProcess: {}", bo);});}/**
     * 创建远程目录
     * @param ipAddr 远程服务器 IP 地址
     * @param baseDirPath 远程目录路径
     */privatevoidcreateRemoteDirectory(String ipAddr,String baseDirPath){String fileCreateCmd =String.format("mkdir -p %s", baseDirPath);String sshCmd =String.format("ssh root@%s \"%s\"", ipAddr, fileCreateCmd);
        log.info("[FfmpegServiceImpl.createRemoteDirectory] ssh ：{}, 执行创建目录指令：{} ", sshCmd, fileCreateCmd);executeCommand(sshCmd);}/**
     * 删除远程目录
     * @param ipAddr 远程服务器 IP 地址
     * @param baseDirPath 远程目录路径
     */privatevoiddeleteRemoteDirectory(String ipAddr,String baseDirPath){String fileDeleteCmd =String.format("rm -rf %s", baseDirPath);String sshCmd =String.format("ssh root@%s \"%s\"", ipAddr, fileDeleteCmd);
        log.info("[FfmpegServiceImpl.deleteRemoteDirectory] ssh ：{}, 执行删除目录指令：{} ", sshCmd, fileDeleteCmd);executeCommand(sshCmd);}/**
     * 执行 FFmpeg 推流命令
     * @param ipAddr 远程服务器 IP 地址
     * @param url 推流 URL
     * @param baseDirPath 远程目录路径
     * @param fileName 文件名
     * @param outputM3u8 输出的 M3U8 文件路径
     * @return 返回启动的进程对象
     */privateProcessexecuteFfmpegCommand(String ipAddr,String url,String baseDirPath,String fileName,String outputM3u8){String ffmpegCmd =String.format("ffmpeg -rtsp_transport tcp -analyzeduration 50000000 -probesize 50000000 -i \"%s\" -c:v h264 -c:a aac -strict -2 -f hls -hls_time 10 -hls_list_size 0 -hls_segment_filename \"%s/%s_segment_%%03d.ts\" %s",
                url, baseDirPath, fileName, outputM3u8);String sshCmd =String.format("ssh root@%s \"%s\"", ipAddr, ffmpegCmd);
        log.info("[FfmpegServiceImpl.executeFfmpegCommand] ssh ：{}, 执行ffmpeg指令：{} ", sshCmd, ffmpegCmd);Process process =executeCommand(sshCmd);// 启动线程处理标准输出和错误输出，防止进程阻塞handleProcessOutput(process);return process;}/**
     * 执行 Shell 命令
     * @param command 要执行的命令
     * @return 进程对象
     */privateProcessexecuteCommand(String command){try{returnRuntime.getRuntime().exec(newString[]{"sh","-c", command});}catch(IOException e){
            log.error("执行命令失败：{}", command, e);thrownewRuntimeException("执行命令失败："+ e.getMessage());}}/**
     * 处理进程的标准输出和错误输出
     * @param process 需要处理的进程
     */privatevoidhandleProcessOutput(Process process){newThread(()->{try(BufferedReader reader =newBufferedReader(newInputStreamReader(process.getInputStream()))){String line;while((line = reader.readLine())!=null){
                    log.info("[FfmpegServiceImpl.handleProcessOutput] Process output: {}", line);}}catch(IOException e){
                log.error("[FfmpegServiceImpl.handleProcessOutput] 读取进程输出失败", e);}}).start();newThread(()->{try(BufferedReader reader =newBufferedReader(newInputStreamReader(process.getErrorStream()))){String line;while((line = reader.readLine())!=null){
                    log.error("[FfmpegServiceImpl.handleProcessOutput] Process error: {}", line);}}catch(IOException e){
                log.error("[FfmpegServiceImpl.handleProcessOutput] 读取进程错误输出失败", e);}}).start();}}

五、Nginx 推流

拉流的流程都成功以后，就需要将流推出去，这边用nginx进行推流。修改nginx配置文件。在server节点中添加下面的配置，root的值根据自己的文件保存位置填写，现在的配置代表文件位于 

/opt/ffmpeg/hls/

目录下。

location /hls {
    types {
        application/vnd.apple.mpegurl m3u8;
        video/mp2t ts;
    }
    root /opt/ffmpeg;
    add_header Cache-Control no-cache;
}

修改完配置后，

nginx -s reload

使配置生效。

六、前端参考代码

转换后的流是hls格式，使用 vue3-video-play 组件，demo代码如下

<template>
  <div class="login-container">
    <videoPlay :src="streamUrl" type="application/vnd.apple.mpegurl">
    </videoPlay>
  </div>
</template>

<script setup>
import { ref } from 'vue'
import 'vue3-video-play/dist/style.css'
import videoPlay from 'vue3-video-play'

const streamUrl = ref("https://xxxxxxxxxxxxxx.m3u8") 
</script>

<style lang="scss" scoped>

</style>
标签： spring boot ffmpeg 容器
本文转载自: https://blog.csdn.net/weixin_48471044/article/details/140798195
版权归原作者 Flobby529 所有， 如有侵权，请联系我们删除。
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