Android VideoCache缓存框架分析

一、概述

　　AndroidVideoCache是一个视频缓存框架，支持边下载边播放。

　　基本原理：使用本地代理代替直接根据url请求网络服务。

　　　　　　1.首先在本地新建一个服务（ServerSocket），监听客户端的接入，一旦有客户端接入就新建一个Socket来维持客户端和服务端之间的通讯。

　　　　　　2.转换url，在客户端请求的时候使用proxy.getProxyUrl(url)把网络url转为本地url，调用这个url的时候会和本地的代理服务ServerSocket连接（也就是第一步）

　　　　　　3.根据第二步，连接成功后创建一个HttpProxyCacheServerClients客户端，并执行request方法。

　　　　　　4.创建HttpProxyCache类，并执行其processRequest方法回复数据。

　　　　　　5.判断文件是否下载完成，如果没有下载完成，则单独开启一个线程进行异步下载（readSourceAsync）下载的数据会存入缓存。之后从缓存中读取数据（cache.read），也就是是播放器只读缓存数据

二、代码示例分析

　　入口是HttpProxyCacheServer.java类。

　　1.在Application中初始化HttpProxyCacheServer类，并建立本地代理服务

public static HttpProxyCacheServer getProxy(Context context) {
        App app = (App) context.getApplicationContext();
        return app.proxy == null ? (app.proxy = app.newProxy()) : app.proxy;
    }

    private HttpProxyCacheServer newProxy() {
        return new HttpProxyCacheServer.Builder(this)
                .cacheDirectory(Utils.getVideoCacheDir(this))
                .build();
    }

　　在HttpProxyCacheServer的构造方法中会做一系列的初始化动作及新建一个代理服务，代码如下

private HttpProxyCacheServer(Config config) {
        this.config = checkNotNull(config);
        try {
            InetAddress inetAddress = InetAddress.getByName(PROXY_HOST);
            /**ServerSocket(port,backlog,inetAddress)参数说明：
             * port：第一个参数为端口号，如果填写0，则系统自动会分配一个端口号
             * backlog：第二个参数：最多同时可支持多少个链接
             * inetAddress：主机地址
             * */
            this.serverSocket = new ServerSocket(0, 8, inetAddress);
            //获取随机分配的端口号
            this.port = serverSocket.getLocalPort();
            IgnoreHostProxySelector.install(PROXY_HOST, port);
            /**信号量：其目的是为了让waitConnectionThread的run方法先执行*/
            CountDownLatch startSignal = new CountDownLatch(1);
            /**创建并开启一个一直等待客户端连接的线程*/
            this.waitConnectionThread = new Thread(new WaitRequestsRunnable(startSignal));
            this.waitConnectionThread.start();
            startSignal.await(); // freeze thread, wait for server starts
            //创建一个ping实例
            this.pinger = new Pinger(PROXY_HOST, port);
            LOG.info("Proxy cache server started. Is it alive? " + isAlive());
        } catch (IOException | InterruptedException e) {
            socketProcessor.shutdown();
            throw new IllegalStateException("Error starting local proxy server", e);
        }
    }

　　其中上述代码：startSignal信号量是用来确保WaitRequestRunnable类的run方法先执行，WaitRequestsRunnable线程使用来开启代理服务，并等待接受客户端的链接

/**
    * 一直等待客户端连接的线程
    */
   private final class WaitRequestsRunnable implements Runnable {
 
       private final CountDownLatch startSignal;
 
       public WaitRequestsRunnable(CountDownLatch startSignal) {
           this.startSignal = startSignal;
       }
 
       @Override
       public void run() {
           startSignal.countDown();//确保run方法先执行
           waitForRequest();
       }
   }

　　通过waitForRequest()等待客户端的接入，并将创建好的客户端Socket放入socketProcessor线程池中执行

/**
    * 死循环通过serverSocket.accept()一直阻塞等待客户端连接
    */
   private void waitForRequest() {
       try {
           while (!Thread.currentThread().isInterrupted()) {
               //一直等待有客户端连接进来
               Socket socket = serverSocket.accept();
               LOG.info("Accept new socket " + socket);
               //连接进来之后立马提交给线程池执行
               socketProcessor.submit(new SocketProcessorRunnable(socket));
           }
       } catch (IOException e) {
           onError(new ProxyCacheException("Error during waiting connection", e));
       }
   }

　　到这里初始化这块已经结束了。首先ServerSocket服务建立好了，其次接受客户端连接的线程也创建好了，最后接收客户端Socket后会放入线程池中执行。

2.接下来就是客户端请求服务端，代码如下：

private void startVideo() {
        HttpProxyCacheServer proxy = App.getProxy(getActivity());
        proxy.registerCacheListener(this, url);
        //将url转换为代理url
        String proxyUrl = proxy.getProxyUrl(url);
        Log.d(LOG_TAG, "Use proxy url " + proxyUrl + " instead of original url " + url);
        videoView.setVideoPath(proxyUrl);
        videoView.start();
    }

在上述代码中最主要的是proxy.getProxyUrl(url)方法，此方法是把网络url编码为本地的url，然后videoView.setVideoPath()设置本地请求路径，之后通过videoView.start()方法通过本地路径请求服务，此请求会到本地代理服务ServerSocket中。即会放到SocketProcessorRunnable类中执行。

　请求到这里算是结束了，接下来会看一下请求后的操作（这块是最主要的）

　3.客户端和服务端连通成功后的操作。其实这里会分成两块，一块是播放器和本地代理服务，另一块是本地代理服务和真正的云端服务。

　　调用客户端HttpProxyCacheServerClients的processRequest方法创建一个HttpProxyCache类，利用该类的processRequest方法发起（本地）网络请求

public void processRequest(GetRequest request, Socket socket) throws ProxyCacheException, IOException {
       startProcessRequest();
       try {
           clientsCount.incrementAndGet();
           proxyCache.processRequest(request, socket);
       } finally {
           finishProcessRequest();
       }
   }

　　封装响应头并给客户端回复消息

 public void processRequest(GetRequest request, Socket socket) throws IOException, ProxyCacheException {
        OutputStream out = new BufferedOutputStream(socket.getOutputStream());
        String responseHeaders = newResponseHeaders(request);
        out.write(responseHeaders.getBytes("UTF-8"));//给客户端回复消息

        long offset = request.rangeOffset;
        if (isUseCache(request)) {
            responseWithCache(out, offset);
        } else {
            responseWithoutCache(out, offset);
        }
    }

private void responseWithCache(OutputStream out, long offset) throws ProxyCacheException, IOException {
      byte[] buffer = new byte[DEFAULT_BUFFER_SIZE];
      int readBytes;
      while ((readBytes = read(buffer, offset, buffer.length)) != -1) {
          out.write(buffer, 0, readBytes);
          offset += readBytes;
      }
      out.flush();
  }

　　关键代码为read方法。read方法的代码如下：

public int read(byte[] buffer, long offset, int length) throws ProxyCacheException {
        ProxyCacheUtils.assertBuffer(buffer, offset, length);
 
        while (!cache.isCompleted() && cache.available() < (offset + length) && !stopped) {
            readSourceAsync();
            waitForSourceData();
            checkReadSourceErrorsCount();
        }
        int read = cache.read(buffer, offset, length);
        if (cache.isCompleted() && percentsAvailable != 100) {
            percentsAvailable = 100;
            onCachePercentsAvailableChanged(100);
        }
        return read;
    }

　　此方法做了两件主要的事情：1.检测文件是否已经下载完成（readSourceAsync();），如果没有下载完成就接着下载，如果下载完成就跳过，代码如下：

private synchronized void readSourceAsync() throws ProxyCacheException {
      boolean readingInProgress = sourceReaderThread != null && sourceReaderThread.getState() != Thread.State.TERMINATED;
      if (!stopped && !cache.isCompleted() && !readingInProgress) {
          sourceReaderThread = new Thread(new SourceReaderRunnable(), "Source reader for " + source);
          sourceReaderThread.start();
      }
  }

　　在SourceReaderRunnable中会调用run方法执行readSource方法

private void readSource() {
        long sourceAvailable = -1;
        long offset = 0;
        try {
            offset = cache.available();
            source.open(offset);
            sourceAvailable = source.length();
            byte[] buffer = new byte[ProxyCacheUtils.DEFAULT_BUFFER_SIZE];
            int readBytes;
            while ((readBytes = source.read(buffer)) != -1) {
                synchronized (stopLock) {
                    if (isStopped()) {
                        return;
                    }
                    cache.append(buffer, readBytes);
                }
                offset += readBytes;
                notifyNewCacheDataAvailable(offset, sourceAvailable);
            }
            tryComplete();
            onSourceRead();
        } catch (Throwable e) {
            readSourceErrorsCount.incrementAndGet();
            onError(e);
        } finally {
            closeSource();
            notifyNewCacheDataAvailable(offset, sourceAvailable);
        }
    }

　　此方法的作用是接着上次没下载完的文件继续下载，下载后写入缓存文件，并实时通知客户端下载进度

　　read方法做的第二件事情就是从缓存中读取数据给客户端

@Override
    public synchronized int read(byte[] buffer, long offset, int length) throws ProxyCacheException {
        try {
            dataFile.seek(offset);
            return dataFile.read(buffer, 0, length);
        } catch (IOException e) {
            String format = "Error reading %d bytes with offset %d from file[%d bytes] to buffer[%d bytes]";
            throw new ProxyCacheException(String.format(format, length, offset, available(), buffer.length), e);
        }
    }

　　总结：到此AndroidVideoCache的源代码已经分析完毕了。其最主要的流程便是：代理服务器连接真是的网络url并把文件下载到本地cache，客户端连接本地代理服务器，并从本地cache中拿到数据并播放。

posted on 2021-12-07 17:14 飘杨...... 阅读(1459) 评论(0) 编辑收藏举报

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