HLS 支持

本文档概述了 Monibuca 中的 HTTP Live Streaming (HLS) 协议支持。HLS 是由 Apple 开发的自适应流媒体协议，它通过将媒体流分解为一系列基于 HTTP 的小文件段（.ts 文件）和一个索引文件（.m3u8）来工作，客户端使用这些文件来访问媒体内容。

概述

Monibuca 中的 HLS 实现提供以下功能：

通过 HTTP 端点提供 HLS 流
将内部流转换为 HLS 格式
将流录制为 HLS 片段
从外部源拉取 HLS 流
支持直播流和视频点播（VOD）播放

架构

HLS 功能作为 Monibuca 架构中的一个插件实现。

插件注册和初始化

HLS 插件通过 InstallPlugin 函数注册到 Monibuca 核心系统：

OnInit 中的初始化过程配置了用于访问 HLS 流的 HTTP 和 HTTPS 端点。它构建的 URL 格式为 http://{hostName}/hls/{streamPath}.m3u8 或 https://{hostName}/hls/{streamPath}.m3u8。

HLS HTTP 处理器

该插件注册了用于提供 HLS 内容的 HTTP 处理器：

处理请求时：

对于 .m3u8 请求：
- 直播流：从内存生成播放列表
- VOD：从文件系统读取播放列表
对于 .ts 片段请求：
- 直播流：从内存缓存提供服务
- VOD：从文件系统读取
对于 VOD 请求：
- 同时检查内存和文件系统
- 支持范围请求以实现跳转

流转换为 HLS

HLSWriter 组件将内部 Monibuca 流转换为 HLS 格式：

关键方面：

可配置的片段持续时间（Fragment）和播放列表窗口大小（Window）
在达到持续时间阈值时，在 IDR 帧上创建新片段
在内存中维护片段的滚动窗口
为客户端生成和更新 m3u8 播放列表

HLS 录制

Recorder 组件实现 HLS 录制功能：

录制器：

在磁盘上而不是内存中创建 TS 文件
使用流元数据更新数据库记录
在 IDR 帧上达到片段持续时间阈值时创建新文件
支持各种录制模式，包括基于事件的录制

HLS 拉流

Puller 组件支持从外部源拉取 HLS 流：

拉流器支持三种中继模式：

中继模式：简单地提供原始 HLS 片段和播放列表
重封装模式：将 HLS 流转换为 Monibuca 的内部格式
混合模式：同时中继和重封装流

内存管理

HLS 依赖于两个关键的内存数据结构：

数据结构	类型	用途
MemoryM3u8	sync.Map	按流路径存储 m3u8 播放列表内容
MemoryTs	sync.Map	按片段文件路径存储 TS 片段数据

这些结构使 HLS 内容能够高效传递，无需重复访问文件系统。系统根据配置的窗口大小自动清理旧片段，以防止内存泄漏。

HLS 播放列表生成

Playlist 结构处理标准兼容的 m3u8 播放列表的创建：

#EXTM3U
#EXT-X-VERSION:3
#EXT-X-MEDIA-SEQUENCE:123
#EXT-X-TARGETDURATION:5
#EXTINF:4.500,
stream/segment_123.ts
#EXTINF:5.000,
stream/segment_124.ts
#EXTINF:4.800,
stream/segment_125.ts

关键组件包括：

带有版本和目标持续时间的播放列表头部
用于客户端同步的媒体序列号
带有片段持续时间和文件路径的 EXTINF 条目
VOD 内容的可选 EXT-X-ENDLIST 标签

MPEG-TS 片段生成

系统通过以下方式生成兼容的 MPEG-TS 片段：

写入 PAT（节目关联表）和 PMT（节目映射表）数据包
将音频帧（ADTS）和视频帧（AnnexB）转换为 PES 数据包
将 PES 数据包分段为标准 188 字节的 TS 数据包
处理适当的时间戳管理和连续性计数器

对于录制，此过程写入文件（TsInFile），而对于直播流，它将片段存储在内存中（TsInMemory）。

VOD 支持

HLS 插件通过以下方式提供 VOD（视频点播）功能：

数据库集成以跟踪录制的 HLS 片段
专用的 /vod/{streamPath...} 端点
支持时间范围查询以检索录制内容的特定部分
为 VOD 播放生成带有 EXT-X-ENDLIST 标签的播放列表

这允许客户端使用标准 HLS 播放器访问先前录制的内容。

与 Monibuca 核心的集成

HLS 插件通过多个接口与 Monibuca 核心集成：

接口	实现	用途
ITransformer	HLSWriter	将内部流转换为 HLS 格式
IRecorder	Recorder	将流录制为 HLS 片段
IPuller	Puller	从外部源拉取 HLS 流

这些接口使插件系统能够作为更大的 Monibuca 生态系统的一部分正确管理 HLS 功能。

结论

Monibuca 中的 HLS 插件提供了 HTTP Live Streaming 协议的全面实现，支持直播流和 VOD 功能。通过高效的内存管理和与 Monibuca 核心架构的正确集成，它为各种用例提供了高性能的 HLS 传输。

HLS 支持 ​

概述 ​

架构 ​

插件注册和初始化 ​

HLS HTTP 处理器 ​

流转换为 HLS ​

HLS 录制 ​

HLS 拉流 ​

内存管理 ​

HLS 播放列表生成 ​

MPEG-TS 片段生成 ​

VOD 支持 ​

与 Monibuca 核心的集成 ​

结论 ​