使用PHP結合Ffmpeg快速搭建流媒體服務實踐

apache發表於2018-10-28
PHP

一、背景

筆者想將自己收藏的一些電影放到網站上可以用來隨時播放，不過遇到了一個問題，便是如果直接將MP4檔案放放到網站目錄當中，手機端必須下載整個視訊才可以播放，而如果跨外網傳輸，這實在是不太現實。

為了解決這個問題，便想著搭建一套流媒體服務，這樣手機就可以邊看邊下載，查詢了一些資料了了解到需要先將視訊分成一小片來傳輸，比如將MP4轉碼為M3U8格式，查詢了相關轉碼方法，比較主流的方式是使用ffmpeg這個開源工具

二、操作概要

1. 安裝Ffmpeg
2. 服務搭建
3. 功能測試

三、搭建ffmpeg

視訊轉碼的工具可能有很多，但開源且使用人數最多的還是莫過於ffmpeg這個工具，具體功能筆者不在這裡詳細講解；安裝此工具的方式有很多，比如apt安裝、原始碼安裝、docker安裝等等，不過docker是跨平臺的，因此筆者這裡將以docker方式安裝為例

3.1 映象下載

首先筆者需要下載對應的docker映象，參考命令如下

docker pull jrottenberg/ffmpeg

命令執行過程中將會從遠處下載映象，這個時間由當前的網路頻寬所決定，當下載完成之後，可以看到如下參考資訊

Using default tag: latest
latest: Pulling from jrottenberg/ffmpeg
b234f539f7a1: Pull complete
55172d420b43: Pull complete
5ba5bbeb6b91: Pull complete
43ae2841ad7a: Pull complete
f6c9c6de4190: Pull complete
2a0ef76bfa54: Pull complete
40ddf796a4bb: Pull complete
32ba137d2764: Pull complete
Digest: sha256:bcf65375f593518de7e450fd6b775d16a047d3ded00957c2e794e2fe8f7e1590
Status: Downloaded newer image for jrottenberg/ffmpeg:latest

3.2 容器執行

當容器下載完畢之後，可以用一些命令進行驗證是否能夠正常執行，如下參考命令

docker run jrottenberg/ffmpeg

命令執行完畢之後，會返回如下結果


Hyper fast Audio and Video encoder
usage: ffmpeg [options] [[infile options] -i infile]... {[outfile options] outfile}...

Getting help:

..... 省略

Audio options:
-aframes number     set the number of audio frames to output
-aq quality         set audio quality (codec-specific)
-ar rate            set audio sampling rate (in Hz)
-ac channels        set number of audio channels
-an                 disable audio
-acodec codec       force audio codec (`copy` to copy stream)
-vol volume         change audio volume (256=normal)
-af filter_graph    set audio filters

Subtitle options:
-s size             set frame size (WxH or abbreviation)
-sn                 disable subtitle
-scodec codec       force subtitle codec (`copy` to copy stream)
-stag fourcc/tag    force subtitle tag/fourcc
-fix_sub_duration   fix subtitles duration
-canvas_size size   set canvas size (WxH or abbreviation)
-spre preset        set the subtitle options to the indicated preset

3.3 檢視支援協議

FFmpeg所支援的輸入輸出協議非常多，比如可以選擇file協議作為來源，使用hls協議作為輸出結果，具體所支援的協議可以通過如下命令檢視

docker run jrottenberg/ffmpeg   -protocols

執行命令之後，參考結果如下

ffmpeg version 3.4.2 Copyright (c) 2000-2018 the FFmpeg developers
  built with gcc 5.4.0 (Ubuntu 5.4.0-6ubuntu1~16.04.9) 20160609
  configuration: --disable-debug --disable-doc --disable-ffplay --enable-shared --enable-avresample --enable-libopencore-amrnb --enable-libopencore-amrwb --enable-gpl --enable-libass --enable-libfreetype --enable-libvidstab --enable-libmp3lame --enable-libopenjpeg --enable-libopus --enable-libtheora --enable-libvorbis
  ..... 省略
  Supported file protocols:
Input:
  async
  cache
  concat
  crypto
  data
  ..... 省略
Output:
  crypto
  file
  ..... 省略
  tls
  udp

3.4 轉換測試

現在筆者使用FFmpeg對視訊進行轉碼測試，命令非常簡單，首先需要通過-v將視訊所在的目錄掛載到容器中，然後使用-i選項找到容器中對應的視訊檔案;

接著就可以對編碼進行一些選項，比如-hls_time 10便是將檔案沒10秒輸出一個TS檔案，-hls_list_size 0 則是在m3u8檔案中記錄所以ts檔案(預設是記錄最後五個TS檔案)，引數最後則填寫檔案輸出路徑，具體參考命令如下：

docker run -v /Users/song/video:/root/download  jrottenberg/ffmpeg:latest -i /root/download/1.mp4  -hls_time 10 -hls_list_size 0 -f hls /root/download/index.m3u8

命令執行過程中會展示轉換進度，參考如下返回所示

  Metadata:
    major_brand     : mp42
    minor_version   : 0
    compatible_brands: mp42mp41
    encoder         : Lavf57.83.100
    Stream #0:0(eng): Video: h264 (libx264), yuv420p(progressive), 1920x1080, q=-1--1, 30 fps, 90k tbn, 30 tbc (default)
    Metadata:
      creation_time   : 2018-08-21T15:09:24.000000Z
      handler_name    : Alias Data Handler
      encoder         : Lavc57.107.100 libx264
    Side data:
      cpb: bitrate max/min/avg: 0/0/0 buffer size: 0 vbv_delay: -1
    Stream #0:1(eng): Audio: aac, 48000 Hz, stereo, fltp, 128 kb/s (default)
    Metadata:
      creation_time   : 2018-08-21T15:09:24.000000Z
      handler_name    : Alias Data Handler
      encoder         : Lavc57.107.100 aac
frame=   82 fps= 12 q=29.0 size=N/A time=00:00:02.62 bitrate=N/A speed=0.381x

此時便可以在剛才的掛載點檢視TS檔案，如下圖所示

image

現在筆者將剛才的TS檔案都刪除，在下面將使用自動化完成。

四、服務搭建

在上一步中筆者已經成功通過終端使用FFmpeg將視訊進行轉碼，下面筆者將結合PHP程式碼將這些操作完全自動化實現，這樣便可以達到通過手機訪問網站，服務端自動完成轉碼播放的需求，這個過程包括建立虛擬主機、編寫展示視訊列表、視訊自動解碼三個部分

4.1 建立虛擬主機

首先筆者需要藉助nginx搭建一個web服務，這時便需要修改配置檔案，但並不記得nginx配置檔案存放位置，此時可以藉助如下命令

sudo nginx -t

得到結果如下，在結果中可以便可以看到nginx的配置檔案存放位置

nginx: the configuration file /usr/local/etc/nginx/nginx.conf syntax is ok
nginx: configuration file /usr/local/etc/nginx/nginx.conf test is successful

使用vim編輯器直接編輯nginx配置檔案

vim /usr/local/etc/nginx/nginx.conf

然後在配置檔案中加入如下參考配置資訊

    server {
        listen       8089;
        server_name  localhost;
        root  /Users/song/mycode/work/test/video;
        location / {
            index index.html index.htm index.php; 
        }

        location ~ .php$ {
            fastcgi_pass   127.0.0.1:9000;
            fastcgi_index  index.php;
            fastcgi_param  SCRIPT_FILENAME  $document_root$fastcgi_script_name;
            include        fastcgi_params;
        }

    }

4.2 獲取視訊列表

nginx配置完成之後，便需要編寫PHP程式碼，通過PHP可以獲取到目錄的視訊列表，然後將其輸出到網頁當中，參考程式碼如下所示

<?php
    $list = scandir(`/Users/song/video/`);

    foreach ($list as $key => $val) {
        if (!in_array(pathinfo($val, PATHINFO_EXTENSION), [`mp4`, `rmvb`, `wmv`])) {
            continue;
        }

        ?>

        <a class="btn btn-default btn-video btn-lg" href="./encode.php?name=<?= $val ?>" role="button">
            <h2><?= $val ?></h2></a>

    <?php }
} ?>

在程式碼中，首先通過scandir讀取資料夾下所有檔案，然後進行foreach迴圈，通過字尾名來判斷是否為視訊檔案，如果是視訊檔案，則輸出一個連結地址方便使用者選擇。

4.3 進行視訊轉碼

上面的程式碼在列出視訊列表之後，當使用者點選連結後就需要使用FFmpeg進行轉碼，參考程式碼如下

<?php

//接收必要引數
$name = $_GET[`name`] ?? `1.mp4`;
$forced = $_GET[`forced`] ?? 0;
$fileName = getFileName($name);

$outPath = `/Users/song/video`;
$inPath = `/root/download`;
$dir = __DIR__;

//判斷之前是否已經轉碼,如果不強制轉碼便先返回
if (is_dir("$outPath/$fileName") && empty($forced)) {
    header("location:./static/{$fileName}/index.m3u8");
    die;
}

//將目標對映過來
system("ln -s {$outPath}  {$dir}/static");

//先建立資料夾
system("mkdir -p {$outPath}/{$fileName}");

//進行轉碼
$ffmpeg = "docker run -v $outPath:/root/download  jrottenberg/ffmpeg:latest";
$cmd = "nohup $ffmpeg -i {$inPath}/{$name}  -hls_time 10 -hls_list_size 0 -f hls -r 25 {$inPath}/{$fileName}/index.m3u8 >> ./code.log &";
system($cmd);


//延時執行跳轉
returnUrl($fileName);

function getFileName($filename)
{
    $houzhui = substr(strrchr($filename, `.`), 1);
    $result = basename($filename, "." . $houzhui);

    return $result;

}

function returnUrl($fileName)
{
    echo "<a class=`btn  btn-video btn-lg` href=`./static/{$fileName}/index.m3u8`><h1>正在處理中...點選進行跳轉</h1></a>";
    die;
}

在上面程式碼當中，考慮檔案是否已經被轉碼，如果已經轉碼過了直接返回播放地址，否則建立一個存放TS檔案的資料夾，然後進行轉碼，轉碼的時候使用nohup命令可以讓FFmpeg非同步執行，然後PHP返回播放地址。

五、檢驗與測試

通過前面的步驟，筆者已經完整的搭建了一套流媒體伺服器，下面將檢驗這些服務是否能否正常執行，包括視訊列表展示、視訊轉碼是否正常、已經轉碼的視訊能否播放

5.1 視訊列表

首先通過瀏覽器開啟URL地址如下

http://localhost:8089/

載入完成之後可以看到如下的視訊列表
image

讀者如果將上方的程式碼執行介面有稍有差異，因為筆者為了節省文章篇幅，並沒有將樣式程式碼放到文章當中，如需介面好看可以自行編寫樣式程式碼。

5.2 視訊轉碼

在視訊列表點選一個連結之後，後臺PHP程式將會執行轉碼任務，然後返回一個連結地址，如下圖所示

image

此時便代表FFmpeg已經在後臺執行，可以通過如下命令進行檢視FFmpeg這個容器的執行狀態，參考命令如下

docker ps

返回的參考結果如下所示

CONTAINER ID        IMAGE                       COMMAND                  CREATED             STATUS              PORTS               NAMES
ac3e7233eb9f        jrottenberg/ffmpeg:latest   "ffmpeg -i /root/dow…"   1 hours ago        Up 1 hours                             keen_feynman

從上面的返回結果當中可以看出當前正有一個任務處於執行狀態，此時開啟視訊輸出目錄，會看到有多個ts格式的視訊檔案，這些檔案是剛在通過PHP自動執行所產生的，如下圖所示

image

當看到如上圖的轉碼視訊檔案時，便可以通過瀏覽器進行訪問

5.3 視訊播放

這裡需要記住，HLS協議是蘋果公司所開發的，因此除了蘋果的瀏覽器外，其他瀏覽器預設都是不支援m3u8的解析的，如果需要使用其他瀏覽器播放，需要安裝外掛；蘋果的預設就支援則不需要

筆者重新通過Safari瀏覽器開啟頁面，然後再次選擇1.mp4視訊，則直接跳轉到了播放頁面，如下圖所示

image

看到這裡，搭建流媒體就基本已經完成了，如果需要將更多視訊播放，只需要將視訊檔案存放到指定的視訊目錄，網頁中便會自動讀取出來，頁面可能太簡化，讀者可以根據自己的需要將html頁面美化一下。

六、新書推薦

如果對筆者的實戰文章較為感興趣，可以關注筆者新書《PHP Web安全開發實戰》，現已在各大平臺上架銷售，封面如下圖所示

image

作者：湯青松

微信：songboy8888

日期：2018-10-28


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