使用PHP结合Ffmpeg快速搭建流媒体服务实践
HEVCCJL 2019-06-28
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 preset3.3 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
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
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
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
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
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
作者：汤青松
微信：songboy8888
日期：2018-10-28
