栈(LIFO)是一种表,队列(FIFO)也是一种表。数组是表的一种实现方式,链表也是表的一种实现方式,例如FIFO既可以用数组实现,也可以用链表实现。PacketQueue是用链表实现的一个FIFO。
2.4 struct FrameQueue typedef struct FrameQueue { Frame queue[FRAME_QUEUE_SIZE]; int rindex; // 读索引。待播放时读取此帧进行播放,播放后此帧成为上一帧 int windex; // 写索引 int size; // 总帧数 int max_size; // 队列可存储最大帧数 int keep_last; // 是否保留已播放的最后一帧使能标志 int rindex_shown; // 是否保留已播放的最后一帧实现手段 SDL_mutex *mutex; SDL_cond *cond; PacketQueue *pktq; // 指向对应的packet_queue } FrameQueue;FrameQueue是一个环形缓冲区(ring buffer),是用数组实现的一个FIFO。下面先讲一下环形缓冲区的基本原理,其示意图如下:
环形缓冲区的一个元素被用掉后,其余元素不需要移动其存储位置。相反,一个非环形缓冲区在用掉一个元素后,其余元素需要向前搬移。换句话说,环形缓冲区适合实现FIFO,而非环形缓冲区适合实现LIFO。环形缓冲区适合于事先明确了缓冲区的最大容量的情形。扩展一个环形缓冲区的容量,需要搬移其中的数据。因此一个缓冲区如果需要经常调整其容量,用链表实现更为合适。
环形缓冲区使用中要避免读空和写满,但空和满状态下读指针和写指针均相等,因此其实现中的关键点就是如何区分出空和满。有多种策略可以用来区分空和满的标志:
1) 总是保持一个存储单元为空:“读指针”==“写指针”时为空,“读指针”==“写指针+1”时为满;
2) 使用有效数据计数:每次读写都更新数据计数,计数等于0时为空,等于BUF_SIZE时为满;
3) 记录最后一次操作:用一个标志记录最后一次是读还是写,在“读指针”==“写指针”时若最后一次是写,则为满状态;若最后一次是读,则为空状态。
可以看到,FrameQueue使用上述第2种方式,使用FrameQueue.size记录环形缓冲区中元素数量,作为有效数据计数。
ffplay中创建了三个frame_queue:音频frame_queue,视频frame_queue,字幕frame_queue。每一个frame_queue一个写端一个读端,写端位于解码线程,读端位于播放线程。
为了叙述方便,环形缓冲区的一个元素也称作节点(或帧),将rindex称作读指针或读索引,将windex称作写指针或写索引,叫法用混用的情况,不作文字上的严格区分。
队列初始化函数确定了队列大小,将为队列中每一个节点的frame(f->queue[i].frame)分配内存,注意只是分配frame对象本身,而不关注frame中的数据缓冲区。frame中的数据缓冲区是AVBuffer,使用引用计数机制。
f->max_size是队列的大小,此处值为16,细节不展开。
f->keep_last是队列中是否保留最后一次播放的帧的标志。f->keep_last = !!keep_last是将int取值的keep_last转换为boot取值(0或1)。