使用PHP結合Ffmpeg快速搭建流媒體服務實踐
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
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，通過後綴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，當用戶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
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
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
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
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
作者：湯青松
微信：songboy8888
日期：2018-10-28