【GStreamer开发】GStreamer基础教程04——时间管理

目标

本教程主要讲述一些和时间相关的内容。主要包括：

1. 如何问pipeline查询到流的总时间和当前播放的时间

2. 如何在流内部实现跳转功能

介绍

GstQuery是向一个element或者pad询问一些信息的机制。在这个例子中我们会问pipeline是否支持跳转功能（实时流是不支持跳转功能的），如果支持跳转功能，那么在播放了10s之后跳转到另一个位置。

在前面的教程里，我们一旦建立pipeline并运行后，我们就是在等待ERROR或者EOS消息。这个例子里面我们修改一下这个部分，改成定时唤醒并查询pipeline当前播放的位置并在屏幕上显示出来。这个已经和播放器比较类似了，定时刷新UI。

最后，我们会查询流的总时间并且在变化后刷新。

seek的例子

[objc] view
plain copy

1. #include <gst/gst.h>
2. /* Structure to contain all our information, so we can pass it around */
3. typedef struct _CustomData {
4. ;  /* Our one and only element */
5. gboolean playing;      /* Are we in the PLAYING state? */
6. gboolean terminate;    /* Should we terminate execution? */
7. gboolean seek_enabled; /* Is seeking enabled for this media? */
8. gboolean seek_done;    /* Have we performed the seek already? */
9. 4 duration;       /* How long does this media last, in nanoseconds */
10. } CustomData;
11. /* Forward definition of the message processing function */
12. static void handle_message (CustomData *data, GstMessage *msg);
13. int main(int argc, charchar *argv[]) {
14. CustomData data;
15. GstBus *bus;
16. GstMessage *msg;
17. GstStateChangeReturn ret;
18. data.playing = FALSE;
19. data.terminate = FALSE;
20. data.seek_enabled = FALSE;
21. data.seek_done = FALSE;
22. data.duration = GST_CLOCK_TIME_NONE;
23. /* Initialize GStreamer */
24. gst_init (&argc, &argv);
25. /* Create the elements */
26. data.playbin2 = gst_element_factory_make ("playbin2", "playbin2");
27. if (!data.playbin2) {
28. g_printerr ("Not all elements could be created.\n");
29. ;
30. }
31. /* Set the URI to play */
32. g_object_set (data.playbin2, "uri", "http://docs.gstreamer.com/media/sintel_trailer-480p.webm", NULL);
33. /* Start playing */
34. ret = gst_element_set_state (data.playbin2, GST_STATE_PLAYING);
35. if (ret == GST_STATE_CHANGE_FAILURE) {
36. g_printerr ("Unable to set the pipeline to the playing state.\n");
37. gst_object_unref (data.playbin2);
38. ;
39. }
40. /* Listen to the bus */
41. bus = gst_element_get_bus (data.playbin2);
42. do {
43. 100 * GST_MSECOND,
44. GST_MESSAGE_STATE_CHANGED | GST_MESSAGE_ERROR | GST_MESSAGE_EOS | GST_MESSAGE_DURATION);
45. /* Parse message */
46. if (msg != NULL) {
47. handle_message (&data, msg);
48. } else {
49. /* We got no message, this means the timeout expired */
50. if (data.playing) {
51. GstFormat fmt = GST_FORMAT_TIME;
52. 4 current = -1;
53. /* Query the current position of the stream */
54. if (!gst_element_query_position (data.playbin2, &fmt, ¤t)) {
55. g_printerr ("Could not query current position.\n");
56. }
57. /* If we didn't know it yet, query the stream duration */
58. if (!GST_CLOCK_TIME_IS_VALID (data.duration)) {
59. if (!gst_element_query_duration (data.playbin2, &fmt, &data.duration)) {
60. g_printerr ("Could not query current duration.\n");
61. }
62. }
63. /* Print current position and total duration */
64. g_print ("Position %" GST_TIME_FORMAT " / %" GST_TIME_FORMAT "\r",
65. GST_TIME_ARGS (current), GST_TIME_ARGS (data.duration));
66. /* If seeking is enabled, we have not done it yet, and the time is right, seek */
67. 10 * GST_SECOND) {
68. g_print ("\nReached 10s, performing seek...\n");
69. gst_element_seek_simple (data.playbin2, GST_FORMAT_TIME,
70. 30 * GST_SECOND);
71. data.seek_done = TRUE;
72. }
73. }
74. }
75. } while (!data.terminate);
76. /* Free resources */
77. gst_object_unref (bus);
78. gst_element_set_state (data.playbin2, GST_STATE_NULL);
79. gst_object_unref (data.playbin2);
80. ;
81. }
82. static void handle_message (CustomData *data, GstMessage *msg) {
83. GError *err;
84. gchar *debug_info;
85. switch (GST_MESSAGE_TYPE (msg)) {
86. case GST_MESSAGE_ERROR:
87. gst_message_parse_error (msg, &err, &debug_info);
88. g_printerr ("Error received from element %s: %s\n", GST_OBJECT_NAME (msg->src), err->message);
89. g_printerr ("Debugging information: %s\n", debug_info ? debug_info : "none");
90. g_clear_error (&err);
91. g_free (debug_info);
92. data->terminate = TRUE;
93. break;
94. case GST_MESSAGE_EOS:
95. g_print ("End-Of-Stream reached.\n");
96. data->terminate = TRUE;
97. break;
98. case GST_MESSAGE_DURATION:
99. /* The duration has changed, mark the current one as invalid */
100. data->duration = GST_CLOCK_TIME_NONE;
101. break;
102. case GST_MESSAGE_STATE_CHANGED: {
103. GstState old_state, new_state, pending_state;
104. gst_message_parse_state_changed (msg, &old_state, &new_state, &pending_state);
105. )) {
106. g_print ("Pipeline state changed from %s to %s:\n",
107. gst_element_state_get_name (old_state), gst_element_state_get_name (new_state));
108. /* Remember whether we are in the PLAYING state or not */
109. data->playing = (new_state == GST_STATE_PLAYING);
110. if (data->playing) {
111. /* We just moved to PLAYING. Check if seeking is possible */
112. GstQuery *query;
113. 4 start, end;
114. query = gst_query_new_seeking (GST_FORMAT_TIME);
115. , query)) {
116. gst_query_parse_seeking (query, NULL, &data->seek_enabled, &start, &end);
117. if (data->seek_enabled) {
118. g_print ("Seeking is ENABLED from %" GST_TIME_FORMAT " to %" GST_TIME_FORMAT "\n",
119. GST_TIME_ARGS (start), GST_TIME_ARGS (end));
120. } else {
121. g_print ("Seeking is DISABLED for this stream.\n");
122. }
123. }
124. else {
125. g_printerr ("Seeking query failed.");
126. }
127. gst_query_unref (query);
128. }
129. }
130. } break;
131. default:
132. /* We should not reach here */
133. g_printerr ("Unexpected message received.\n");
134. break;
135. }
136. gst_message_unref (msg);
137. }

工作流程

[objc] view
plain copy

1. /* Structure to contain all our information, so we can pass it around */
2. typedef struct _CustomData {
3. ;  /* Our one and only element */
4. gboolean playing;      /* Are we in the PLAYING state? */
5. gboolean terminate;    /* Should we terminate execution? */
6. gboolean seek_enabled; /* Is seeking enabled for this media? */
7. gboolean seek_done;    /* Have we performed the seek already? */
8. 4 duration;       /* How long does this media last, in nanoseconds */
9. } CustomData;

我们仍然定义一个struct来存储所有的信息，这个数据可以在各个函数里面使用。另外，因为消息处理部分越来越大，我们单独实现一个handle_message。

我们建立一个仅仅包含playbin2的一个pipeline，就和我们在教程01里面做的一样。因为这里pipeline就包含一个playbin2，所以playbin2就是pipeline了，我们直接操作playbin2这个element就可以了。我们略过已经熟悉的诸如通过设置URI属性来传入播放地址这些细节。

[objc] view
plain copy

1. 100 * GST_MSECOND,
2. GST_MESSAGE_STATE_CHANGED | GST_MESSAGE_ERROR | GST_MESSAGE_EOS | GST_MESSAGE_DURATION);

在前面我们没有提供一个超时机制，gst_bus_timed_pop_filtered()会阻塞直到一个消息获得。我们现在增加了一个100ms的超时机制，也就是说，这个函数每秒钟会调用10次，而且返回是NULL而不是GstMessage。我们会利用这点来刷新UI。请注意，时间的计算精度是纳秒，所以推荐使用GST_SECOND或者GST_MSECOND的宏。

如果我们获得的是一个消息，我们就调用handle_message来处理，否则：

UI刷新

[objc] view
plain copy

1. /* We got no message, this means the timeout expired */
2. if (data.playing) {

首先，如果我们不在PLAYING状态，我们就什么也不需要做——即使查询操作返回了错误。反之，我们就需要刷新屏幕。这里我们设置了100ms刷新一次，这个刷新频率对于UI来说完全足够了。我们会查询pipeline获得媒体的播放信息并在屏幕上显示，这个需要一系列的步骤（后面会提到），但是因为当前播放时间/总时间实在是太常用了，所以GstElement提供了更简单的方法：

[objc] view
plain copy

1. /* Query the current position of the stream */
2. if (!gst_element_query_position (data.playbin2, &fmt, ¤t)) {
3. g_printerr ("Could not query current position.\n");
4. }

gst_element_query_position()方法封装了查询的中间过程，直接返回结果给到我们。

[objc] view
plain copy

1. /* If we didn't know it yet, query the stream duration */
2. if (!GST_CLOCK_TIME_IS_VALID (data.duration)) {
3. if (!gst_element_query_duration (data.playbin2, &fmt, &data.duration)) {
4. g_printerr ("Could not query current duration.\n");
5. }
6. }

这里是用gst_element_query_duration()方法来查询播放总时间。

[objc] view
plain copy

1. /* Print current position and total duration */
2. g_print ("Position %" GST_TIME_FORMAT " / %" GST_TIME_FORMAT "\r",
3. GST_TIME_ARGS (current), GST_TIME_ARGS (data.duration));

请注意GST_TIME_FORMAT和GST_TIME_ARGS宏的使用，它可以让你很方便的使用GStreamer的时间。

[objc] view
plain copy

1. /* If seeking is enabled, we have not done it yet, and the time is right, seek */
2. 10 * GST_SECOND) {
3. g_print ("\nReached 10s, performing seek...\n");
4. gst_element_seek_simple (data.playbin2, GST_FORMAT_TIME,
5. 30 * GST_SECOND);
6. data.seek_done = TRUE;
7. }

现在我们可以使用跳转功能了，并且仅仅简单的调用gst_element_seek_simple()方法即可。一系列的中间过程都被封装起来了，这实在是很给力啊。

让我们看一下这个方法的各个参数：

GST_FORMAT_TIME说明我们的操作（跳转）是针对时间来计算的（有两种计算方式，时间和数据）。

然后是GstSeekFlags，这里主要介绍常见的几个：

GST_SEEK_FLAG_FLUSH：跳转后会丢弃当前pipeline里面所有的数据，因为要重新解析一段数据，所以会有一个停顿，但在用户看来可以保证应用的快速响应；反之，就会继续播放一点内容，然后再跳转。

GST_SEEK_FLAG_KEY_UNIT:大部分编码的视频流是无法精确定位到某个特定时刻的，只能是到某些帧（称为key frame）。当这个标志被置时，会自动定位到最近的一个key frame然后开始播放。如果这个标志不置，那么pipeline会跳到最接近的一个key frame，然后开始播放，但此时不输出任何东西，直到到达设定的位置。综合来看，不设置这个标志会更加准确，但是响应时间会显得较长。

GST_SEEK_FLAG_ACCURATE:有些时候我们没法获得足够的索引信息，这个时候跳转到某个位置会非常耗时。在这种情况下，GStreamer通常就是估计一下大概的位置（一般都很准确）。如果你实际运行发现这个不够准确，那么可以置这个标志位。必须了解的是，这个标志位一旦设置，跳转的时间会大大增加。

最后，我们会跳转到某个地方，因为我们用的是GST_FORMAT_TIME，时间的单位是用纳秒来计算的，所以需要用GST_SECOND宏来转换一下。

消息泵

handle_message()会处理所有pipeline总线上收到的消息。ERROR和EOS消息的处理和前面教程的一样，我们看看新增的感兴趣的一些内容：

[objc] view
plain copy

1. case GST_MESSAGE_DURATION:
2. /* The duration has changed, mark the current one as invalid */
3. data->duration = GST_CLOCK_TIME_NONE;
4. break;

这个消息在流的总时间变化的时候会发送到总线上。在这里我们仅仅做个标记，下次循环时根据这个标记会再去获得一下总时间。

[objc] view
plain copy

1. case GST_MESSAGE_STATE_CHANGED: {
2. GstState old_state, new_state, pending_state;
3. gst_message_parse_state_changed (msg, &old_state, &new_state, &pending_state);
4. )) {
5. g_print ("Pipeline state changed from %s to %s:\n",
6. gst_element_state_get_name (old_state), gst_element_state_get_name (new_state));
7. /* Remember whether we are in the PLAYING state or not */
8. data->playing = (new_state == GST_STATE_PLAYING);

跳转和查询时间这种操作在PAUSED状态和PLAYING状态会工作的好一点。这里我们用playing这个参数记录是否在PLAYING状态，而且在进入PLAYING状态时，我们进行第一次的查询。我们向pipeline查询流是否支持跳转功能：

[objc] view
plain copy

1. if (data->playing) {
2. /* We just moved to PLAYING. Check if seeking is possible */
3. GstQuery *query;
4. 4 start, end;
5. query = gst_query_new_seeking (GST_FORMAT_TIME);
6. , query)) {
7. gst_query_parse_seeking (query, NULL, &data->seek_enabled, &start, &end);
8. if (data->seek_enabled) {
9. g_print ("Seeking is ENABLED from %" GST_TIME_FORMAT " to %" GST_TIME_FORMAT "\n",
10. GST_TIME_ARGS (start), GST_TIME_ARGS (end));
11. } else {
12. g_print ("Seeking is DISABLED for this stream.\n");
13. }
14. }
15. else {
16. g_printerr ("Seeking query failed.");
17. }
18. gst_query_unref (query);
19. }

gst_query_new_seeking()创建了一个新的查询对象，因为传入的是GST_FORMAT_TIME参数，所以我们希望的跳转是按照时间来计算的。我们也可以传入GST_FORMAT_BYTES参数，这样跳转就是按照字节数来计算的，不过通常我们不用字节数来计算。

这个查询对象会通过gst_element_query()传给pipeline，结果也存在这个query里面，通过gst_query_parse_seeking()可以很方便的获得。这个方法的返回值是个布尔量，用来表面流是否支持跳转这个功能。

在处理结束后不要忘记释放query资源。

通过这样的方法，播放器可以定时的刷新一个拖动条，并且可以支持拖动一个滑块来实现跳转功能。