使用 PHP 结合 FFMPEG 快速搭建流媒体服务实践
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一、背景

笔者想将自己收藏的一些电影放到网站上可以用来随时播放,不过遇到了一个问题,便是如果直接将MP4文件放放到网站目录当中,手机端必须下载整个视频才可以播放,而如果跨外网传输,这实在是不太现实。

为了解决这个问题,便想着搭建一套流媒体服务,这样手机就可以边看边下载,查询了一些资料了了解到需要先将视频分成一小片来传输,比如将MP4转码为M3U8格式,查询了相关转码方法,比较主流的方式是使用ffmpeg这个开源工具

二、操作概要

1. 安装Ffmpeg
2. 服务搭建
3. 功能测试

三、搭建ffmpeg

视频转码的工具可能有很多,但开源且使用人数最多的还是莫过于ffmpeg这个工具,具体功能笔者不在这里详细讲解;安装此工具的方式有很多,比如apt安装、源码安装、docker安装等等,不过docker是跨平台的,因此笔者这里将以docker方式安装为例

3.1 镜像下载

首先笔者需要下载对应的docker镜像,参考命令如下

docker pull jrottenberg/ffmpeg

命令执行过程中将会从远处下载镜像,这个时间由当前的网络带宽所决定,当下载完成之后,可以看到如下参考信息

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 容器运行

当容器下载完毕之后,可以用一些命令进行验证是否能够正常运行,如下参考命令

docker run jrottenberg/ffmpeg

命令执行完毕之后,会返回如下结果


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 查看支持协议

FFmpeg所支持的输入输出协议非常多,比如可以选择file协议作为来源,使用hls协议作为输出结果,具体所支持的协议可以通过如下命令查看

docker run jrottenberg/ffmpeg   -protocols

执行命令之后,参考结果如下

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 转换测试

现在笔者使用FFmpeg对视频进行转码测试,命令非常简单,首先需要通过-v将视频所在的目录挂载到容器中,然后使用-i选项找到容器中对应的视频文件;

接着就可以对编码进行一些选项,比如-hls_time 10便是将文件没10秒输出一个TS文件,-hls_list_size 0 则是在m3u8文件中记录所以ts文件(默认是记录最后五个TS文件),参数最后则填写文件输出路径,具体参考命令如下:

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

命令执行过程中会展示转换进度,参考如下返回所示

  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

此时便可以在刚才的挂载点查看TS文件,如下图所示

image

现在笔者将刚才的TS文件都删除,在下面将使用自动化完成。

四、服务搭建

在上一步中笔者已经成功通过终端使用FFmpeg将视频进行转码,下面笔者将结合PHP代码将这些操作完全自动化实现,这样便可以达到通过手机访问网站,服务端自动完成转码播放的需求,这个过程包括创建虚拟主机、编写展示视频列表、视频自动解码三个部分

4.1 创建虚拟主机

首先笔者需要借助nginx搭建一个web服务,这时便需要修改配置文件,但并不记得nginx配置文件存放位置,此时可以借助如下命令

sudo nginx -t

得到结果如下,在结果中可以便可以看到nginx的配置文件存放位置

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编辑器直接编辑nginx配置文件

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

然后在配置文件中加入如下参考配置信息

    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 获取视频列表

nginx配置完成之后,便需要编写PHP代码,通过PHP可以获取到目录的视频列表,然后将其输出到网页当中,参考代码如下所示

<?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 }
} ?>

在代码中,首先通过scandir读取文件夹下所有文件,然后进行foreach循环,通过后缀名来判断是否为视频文件,如果是视频文件,则输出一个链接地址方便用户选择。

4.3 进行视频转码

上面的代码在列出视频列表之后,当用户点击链接后就需要使用FFmpeg进行转码,参考代码如下

<?php

//接收必要参数
$name = $_GET['name'] ?? '1.mp4';
$forced = $_GET['forced'] ?? 0;
$fileName = getFileName($name);

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

//判断之前是否已经转码,如果不强制转码便先返回
if (is_dir("$outPath/$fileName") && empty($forced)) {
    header("location:./static/{$fileName}/index.m3u8");
    die;
}

//将目标映射过来
system("ln -s {$outPath}  {$dir}/static");

//先创建文件夹
system("mkdir -p {$outPath}/{$fileName}");

//进行转码
$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);

//延时执行跳转
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>正在处理中...点击进行跳转</h1></a>";
    die;
}

在上面代码当中,考虑文件是否已经被转码,如果已经转码过了直接返回播放地址,否则创建一个存放TS文件的文件夹,然后进行转码,转码的时候使用nohup命令可以让FFmpeg异步执行,然后PHP返回播放地址。

五、检验与测试

通过前面的步骤,笔者已经完整的搭建了一套流媒体服务器,下面将检验这些服务是否能否正常运行,包括视频列表展示、视频转码是否正常、已经转码的视频能否播放

5.1 视频列表

首先通过浏览器打开URL地址如下

http://localhost:8089/

加载完成之后可以看到如下的视频列表
image

读者如果将上方的代码运行界面有稍有差异,因为笔者为了节省文章篇幅,并没有将样式代码放到文章当中,如需界面好看可以自行编写样式代码。

5.2 视频转码

在视频列表点击一个链接之后,后台PHP程序将会执行转码任务,然后返回一个链接地址,如下图所示

image

此时便代表FFmpeg已经在后台运行,可以通过如下命令进行查看FFmpeg这个容器的运行状态,参考命令如下

docker ps

返回的参考结果如下所示

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

从上面的返回结果当中可以看出当前正有一个任务处于运行状态,此时打开视频输出目录,会看到有多个ts格式的视频文件,这些文件是刚在通过PHP自动执行所产生的,如下图所示

image

当看到如上图的转码视频文件时,便可以通过浏览器进行访问

5.3 视频播放

这里需要记住,HLS协议是苹果公司所开发的,因此除了苹果的浏览器外,其他浏览器默认都是不支持m3u8的解析的,如果需要使用其他浏览器播放,需要安装插件;苹果的默认就支持则不需要

笔者重新通过Safari浏览器打开页面,然后再次选择1.mp4视频,则直接跳转到了播放页面,如下图所示

image

看到这里,搭建流媒体就基本已经完成了,如果需要将更多视频播放,只需要将视频文件存放到指定的视频目录,网页中便会自动读取出来,页面可能太简化,读者可以根据自己的需要将html页面美化一下。

六、新书推荐

如果对笔者的实战文章较为感兴趣,可以关注笔者新书《PHP Web安全开发实战》,现已在各大平台上架销售,封面如下图所示

image

作者:汤青松

微信:songboy8888

日期:2018-10-28

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