Gstreamer 数据流线程(GstTask / GstTaskPool)分析
作者:fengcc 原创文章 转载请注明出处
GStreamer 是一个基于流水线的多媒体框架,基于 GObject,以 C 语言写成。
凭借 GStreamer,程序员可以很容易地创建各种多媒体功能组件,包括简单的音频回放,音频和视频播放,录音,流媒体和音频编辑。基于流水线设计,可以创建诸如视频编辑器、流媒体广播和媒体播放器等等的很多多媒体应用。
GstTask/GstTaskPool — streaming threads
Gstreamer 将GstElement
和 GstPad
中关于数据流处理的线程封装成 GstTask
,并提供gst_task_start()
,gst_task_pause()
,gst_task_stop()
等接口,使数据流的处理更加方便。例如:GstPad
通常会启动一个GstTask
从另一个 pad 上拉数据或者推数据到另一个 pad。
下面根据它提供的几个接口来详细介绍GstTask
内部的实现。
(1)创建任务
GstTask *
gst_task_new (GstTaskFunction func,
gpointer user_data,
GDestroyNotify notify);
创建一个任务,该任务稍后将会在新线程里重复调用func
函数,以user_data
为参数。注意,此时还没有创建或者启动一个新的线程。
在GstTask
的 gst_task_class_init()
函数中会调用gst_task_pool_get_default()
函数,该函数代码如下:
GstTaskPool *
gst_task_pool_get_default (void)
{
static GstTaskPool *pool = NULL;
if (g_once_init_enter (&pool)) { //整个程序周期只会进入一次
GstTaskPool *_pool = gst_task_pool_new ();
gst_task_pool_prepare (_pool, NULL);
g_once_init_leave (&pool, _pool);
}
return gst_object_ref (pool);
}
它利用g_once_init_enter()/g_once_init_leave()
操作来确保整个程序的运行周期中只会创建一个默认的GstTaskPool
结构,GstTaskPool
结构是对 glib 线程池的封装。之后再调用gst_task_pool_prepare()
函数,该函数会调用GstTaskPool
的default_prepare()
函数来创建一个默认的 glib 线程池,使用的是上面提到的g_thread_pool_new()
接口。
传递给g_thread_pool_new()
的第一个参数为default_func
函数:
static void
default_func (TaskData * tdata, GstTaskPool * pool)
{
GstTaskPoolFunction func;
gpointer user_data;
func = tdata->func;
user_data = tdata->user_data;
g_slice_free (TaskData, tdata);
func (user_data); //运行自定义的任务
}
它的做法很简单,拆解传进来的参数,调用相应的函数,从而让线程池中的每个线程运行自定义的任务。
当我们调用gst_task_new()
函数创建一个新的任务时,会触发GstTask
的gst_task_init()
函数,该函数会将GstTask
结构体中的GstTaskPool *pool
变量指向刚才创建的默认的GstTaskPool
。所以,整个程序中所有的GstTask
依赖的都是同一个GstTaskPool
结构,即所有的GstTask
线程都运行在同一个线程池中。
(2)启动任务
gboolean
gst_task_start (GstTask *task);
或:
gboolean
gst_task_set_state (GstTask *task,
GstTaskState state);
对于GstTask
的任务,有三种状态:
- GST_TASK_STARTED:任务已经启动,正在相应的线程中运行。
- GST_TASK_STOPPED:任务已经停止,此时还没有启动相应的线程,或者线程已经运行结束退出。
- GST_TASK_PAUSED:任务暂停。任务对应的线程没有退出,处于暂停状态,其实就是让线程阻塞在某个条件变量上。
gst_task_start()
实际上就是调用gst_task_set_state (task, GST_TASK_STARTED)
,将任务设置为开始状态。
gst_task_set_state()
会先记录任务的原始状态为old
,再将任务设置为新的状态,然后根据old
,执行相关的操作,关键代码如下:
/* if the state changed, do our thing */
old = GET_TASK_STATE (task);
if (old != state) {
SET_TASK_STATE (task, state);
switch (old) {
case GST_TASK_STOPPED:
/* If the task already has a thread scheduled we don't have to do
* anything. */
if (G_UNLIKELY (!task->running) &&
(!task->priv->scheduleable || (task->priv->should_schedule
&& state == GST_TASK_STARTED)))
res = start_task (task);
break;
case GST_TASK_PAUSED:
/* when we are paused, signal to go to the new state */
GST_TASK_SIGNAL (task);
break;
case GST_TASK_STARTED:
/* if we were started, we'll go to the new state after the next
* iteration. */
break;
}
}
- 如果旧状态是
GST_TASK_STOPPED
,则新状态肯定是GST_TASK_STARTED
,则调用start_task
函数,该函数稍候会解释。 - 如果旧状态是
GST_TASK_PAUSED
,则增加相应的条件变量,这样,任务对应的线程就会结束在此条件变量的阻塞,从而完成状态转换。 - 如果旧状态是
GST_TASK_STARTED
,这个注释的解释没有看懂,还要继续琢磨一下,抱歉。
在start_task()
函数中,以gst_task_func()
函数为参数调用gst_task_pool_push()
,gst_task_pool_push()
是对default_push()
函数的封装。default_push()
函数代码如下:
static gpointer
default_push (GstTaskPool * pool, GstTaskPoolFunction func,
gpointer user_data, GError ** error)
{
TaskData *tdata;
tdata = g_slice_new (TaskData);
tdata->func = func;
tdata->user_data = user_data;
GST_OBJECT_LOCK (pool);
if (pool->pool)
g_thread_pool_push (pool->pool, tdata, error);
else {
g_slice_free (TaskData, tdata);
}
GST_OBJECT_UNLOCK (pool);
return NULL;
}
将func
和user_data
封装成TaskData
结构体,作为参数调用上面提到的g_thread_pool_push()
函数将任务插入到线程池的任务列表中。TaskData
结构体的拆解在上面提到的default_func()
函数中,线程池中的每个线程启动时都会调用该函数拆解参数,然后线程便切换到gst_task_func()
函数运行。
注意:这里的func
是gst_task_func()
函数,user_data
是任务对应的GstTask
结构体。而使用gst_task_new()
创建任务时传入的自定义函数和参数是分别保存在GstTask
的task->func
和task->user_data
成员变量中,将会在gst_task_func()
中采用task->func (task->user_data)
的方式调用。
最后,每个线程中运行的其实都是gst_task_func()
函数,该函数关键代码如下:
while (G_LIKELY (GET_TASK_STATE (task) != GST_TASK_STOPPED)) {
GST_OBJECT_LOCK (task);
if (G_UNLIKELY (priv->scheduleable
&& GST_TASK_STATE (task) == GST_TASK_PAUSED)) {
GST_OBJECT_UNLOCK (task);
break;
}
while (G_UNLIKELY (!priv->scheduleable
&& GST_TASK_STATE (task) == GST_TASK_PAUSED)) {
g_rec_mutex_unlock (lock);
GST_TASK_SIGNAL (task);
GST_INFO_OBJECT (task, "Task going to paused");
GST_TASK_WAIT (task);
GST_INFO_OBJECT (task, "Task resume from paused");
GST_OBJECT_UNLOCK (task);
/* locking order.. */
g_rec_mutex_lock (lock);
GST_OBJECT_LOCK (task);
}
if (G_UNLIKELY (GET_TASK_STATE (task) == GST_TASK_STOPPED)) {
GST_OBJECT_UNLOCK (task);
break;
} else {
GST_OBJECT_UNLOCK (task);
}
// 调用用户自定义的函数。
task->func (task->user_data);
if (priv->scheduleable)
break;
}
如果任务被设置成GST_TASK_STOPPED
状态,则退出循环,结束线程运行。若任务为暂停状态,则在对应的条件变量上阻塞,否则,就一直循环调用用户自定义函数处理数据流。
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