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基于 AVFoundation 的视频播放器

Project README

基于 AVPlayer 自定义播放器

如果我只是简单的播放一个视频,而不需要考虑播放器的界面。iOS9.0 之前使用 MPMoviePlayerController , 或者内部自带一个 view 的 MPMoviePlayerViewController . iOS9.0 之后,可以使用 AVPictureInPictureController, AVPlayerViewController, 或者 WKWebView

以上系统提供的播放器由于高度的封装性, 使得自定义播放器变的很难。 所以,如果我需要自定义播放器样式的时候,可以使用 AVPlayer。 AVPlayer 存在于 AVFoundtion 中,更接近于底层,也更加灵活。

Representing and Using Media with AVFoundation

AVFoundtion 框架中主要使用 AVAsset 类来展示媒体信息,比如: title, duration, size 等等。

  • AVAsset : 存储媒体信息的一个抽象类,不能直接使用。
  • AVURLAsset : AVAsset 的一个子类,使用 URL 进行实例化,实例化对象包换 URL 对应视频资源的所有信息。
  • AVPlayerItem : 有一个属性为 asset。起到观察和管理视频信息的作用。 比如,asset, tracks , status, duration ,loadedTimeRange 等。

我的理解是, AVPlayItem 相当于 Model 层,包含 Media 的信息和播放状态,并提供这些数据给视频观察者 比如:属性 asset ,URL视频的信息. loadedTimeRanges ,已缓冲进度。

AVPlayerItem 使用

1. 初始化

playerItemWithURL 或者 initWithURL:

在使用 AVPlayer 播放视频时,提供视频信息的是 AVPlayerItem,一个 AVPlayerItem 对应着一个URL视频资源。

初始化一个 AVPlayItem 对象后,其属性并不是马上就可以使用。我们必须确保 AVPlayerItem 已经被加载好了,可以播放了,才能使用。 毕竟凡是和网络扯上关系的都需要时间去加载。 那么,什么时候属性才能正常使用呢。 官方文档给出了解决方案:

  1. 直到 AVPlayerItem 的 status 属性为 AVPlayerItemStatusReadyToPlay.
  2. 使用 KVO 键值观察者,其属性。

因此我们在使用的时候,使用 URL 初始化 AVPlayerItem 后,还要给它添加观察者。

2. 添加观察者

AVPlayreItem 的属性需要当 status 为 ReadyToPlay 的时候才可以正常使用。

观察status属性

[_playerItem addObserver:self forKeyPath:@"status" options:(NSKeyValueObservingOptionNew) context:nil]; // 观察status属性,

观察loadedTimeRanges

如果想做缓冲进度条,显示当前视频的缓存进度,则需要观察 loadedTimeRanges .

[_playerItem addObserver:self forKeyPath:@"loadedTimeRanges" options:NSKeyValueObservingOptionNew context:nil]; // 观察缓冲进度

AVPlayer & AVPlayerLayer

AVPlayer创建方式 AVPlayer 有三种创建方式:

init,initWithURL:,initWithPlayerItem: (URL,Item遍历构造器方法)

使用 AVPlayer 时需要注意,AVPlayer 本身并不能显示视频, 显示视频的是 AVPlayerLayer。 AVPlayerLayer 继承自 CALayer,添加到 view.layer 上就可以使用了。

AVPlayerLayer创建方式

AVPlayerLayer *playerLayer = [AVPlayerLayer playerLayerWithPlayer:player];
[superlayer addSublayer:playerLayer];

AVPlayerLayer 显示视频,AVPlayerItem 提供视频信息, AVPlayer 管理和调控。 这是不是非常熟悉。 我觉得这里也体现了 MVC 的思想(虽然AVPlayer继承自NSObject), 把响应层, 显示层, 信息层, 三层分离了。 明确了每层做的任务,使用起来就会更加得心应手。

使用 AVPlayer 的核心,在于 AVPlayer 和 AVPlayerItem, AVPlayerLayer 添加到视图的layer 上后,就没有什么事儿了。 思考一下,整个播放视频的步骤。

  1. 首先,得到视频的URL
  2. 根据URL创建AVPlayerItem
  3. 把AVPlayerItem 提供给 AVPlayer
  4. AVPlayerLayer 显示视频。
  5. AVPlayer 控制视频, 播放, 暂停, 拖动 等等。
  6. 播放过程中获取缓冲进度,获取播放进度。
  7. 视频播放完成后做些什么,是暂停还是循环播放,还是获取最后一帧图像。

播放步骤

1. 布局页面,初始化 AVPlayer 和 AVPlayerLayer

 // setAVPlayer
        self.player = [[AVPlayer alloc] init];
        _playerLayer = [AVPlayerLayer playerLayerWithPlayer:_player];
        [self.playerView.layer addSublayer:_playerLayer];

2. 根据 URL 获取 AVPayerItem,并替换 AVPlayer 的 AVPlayerItem

在第一步,布局初始化时,AVPlayer 并没有 AVPlayerItem,AVPlayer 提供了 - (void)replaceCurrentItemWithPlayerItem:(nullable AVPlayerItem *)item; 方法,用于切换视频。

- (void)updatePlayerWithURL:(NSURL *)url {
    _playerItem = [AVPlayerItem playerItemWithURL:url]; // create item
    [_player  replaceCurrentItemWithPlayerItem:_playerItem]; // replaceCurrentItem
    [self addObserverAndNotification]; // 注册观察者,通知
}

3. KVO 获取视频信息, 观察缓冲进度

观察 AVPlayerItem 的 status 属性,当状态变为 AVPlayerStatusReadyToPlay 时才可以使用。

也可以观察 loadedTimeRanges 获取缓冲进度

注册观察者:

 [_playerItem addObserver:self forKeyPath:@"status" options:(NSKeyValueObservingOptionNew) context:nil]; // 观察status属性

执行观察者方法:

- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary<NSString *,id> *)change context:(void *)context {
    AVPlayerItem *item = (AVPlayerItem *)object;
    if ([keyPath isEqualToString:@"status"]) {
            AVPlayerStatus status = [[change objectForKey:@"new"] intValue]; // 获取更改后的状态
            if (status == AVPlayerStatusReadyToPlay) {
                CMTime duration = item.duration; // 获取视频长度
                // 设置视频时间
                [self setMaxDuration:CMTimeGetSeconds(duration)];
                // 播放
                [self play];
            } else if (status == AVPlayerStatusFailed) {
                NSLog(@"AVPlayerStatusFailed");
            } else {
                NSLog(@"AVPlayerStatusUnknown");
            }
        
    } else if ([keyPath isEqualToString:@"loadedTimeRanges"]) {
        NSTimeInterval timeInterval = [self availableDurationRanges]; // 缓冲时间
        CGFloat totalDuration = CMTimeGetSeconds(_playerItem.duration); // 总时间
        [self.loadedProgress setProgress:timeInterval / totalDuration animated:YES]; // 更新缓冲条
    }
}

4. 播放过程中响应:播放、 暂停、 拖动

AVPlayer 提供了 play , pause, 和 - (void)seekToTime:(CMTime)time completionHandler:(void (^)(BOOL finished))completionHandler 方法。

在看 AVPlayer 的 seekToTime 之前,先来认识一个结构体。

CMTime 是专门用于标识电影时间的结构体.

typedef struct
{
	CMTimeValue	value;	 // 帧数
	CMTimeScale	timescale;  // 帧率(影片每秒有几帧)
	CMTimeFlags	flags;		
	CMTimeEpoch	epoch;
} CMTime;

AVPlayerItem 的 duration 属性就是一个 CMTime 类型的数据。 如果我们想要获取影片的总秒数那么就可以用 duration.value / duration.timeScale 计算出来。也可以使用 CMTimeGetSeconds 函数

CMTimeGetSeconds(CMtime time)
double seconds = CMTimeGetSeconds(item.duration); // 相当于 duration.value / duration.timeScale

如果一个影片为60frame(帧)每秒, 当前想要跳转到 120帧的位置,也就是两秒的位置,那么就可以创建一个 CMTime 类型数据。

CMTime,通常用如下两个函数来创建.

CMTimeMake(int64_t value, int32_t scale)
CMTime time1 = CMTimeMake(120, 60);

CMTimeMakeWithSeconds(Flout64 seconds, int32_t scale)
CMTime time2 = CMTimeWithSeconds(120, 60);

CMTimeMakeWithSeconds 和CMTimeMake 区别在于,第一个函数的第一个参数可以是float,其他一样。

拖拽方法如下:

- (IBAction)playerSliderValueChanged:(id)sender {
    _isSliding = YES;
    [self pause];
    // 跳转到拖拽秒处
    // self.playProgress.maxValue = value / timeScale
    // value = progress.value * timeScale
    // CMTimemake(value, timeScale) =  (progress.value, 1.0)
    CMTime changedTime = CMTimeMakeWithSeconds(self.playProgress.value, 1.0);
    [_playerItem seekToTime:changedTime completionHandler:^(BOOL finished) {
        // 跳转完成后
    }];
}

5. 观察 AVPlayer 播放进度

AVPlayerItem 是使用 KVO 模式观察状态,和 缓冲进度。而 AVPlayer 给我们直接提供了 观察播放进度更为方便的方法。

- (id)addPeriodicTimeObserverForInterval:(CMTime)interval queue:(nullable dispatch_queue_t)queue usingBlock:(void (^)(CMTime time))block;

方法名如其意, “添加周期时间观察者” ,参数1 interal 为CMTime 类型的,参数2 为一个 返回值为空,参数为 CMTime 的block类型。

简而言之就是,每隔一段时间后执行 block。

比如: 我把时间间隔设置为, 1/ 30 秒,然后 block 里面更新 UI。就是一秒钟更新 30次UI。

播放进度代码如下:

// 观察播放进度
- (void)monitoringPlayback:(AVPlayerItem *)item {
    __weak typeof(self)WeakSelf = self;
    
    // 观察间隔, CMTime 为30分之一秒
    _playTimeObserver = [_player addPeriodicTimeObserverForInterval:CMTimeMake(1, 30.0) queue:dispatch_get_main_queue() usingBlock:^(CMTime time) {
        if (_touchMode != TouchPlayerViewModeHorizontal) {
            // 获取 item 当前播放秒
            float currentPlayTime = (double)item.currentTime.value/ item.currentTime.timescale;
            // 更新slider, 如果正在滑动则不更新
            if (_isSliding == NO) {
                [WeakSelf updateVideoSlider:currentPlayTime];
            }
        } else {
            return;
        }
    }];
}

注意: 给 palyer 添加了 timeObserver 后,不使用的时候记得移除 removeTimeObserver 否则会占用大量内存。

比如,我在dealloc里面做了移除:

- (void)dealloc {
    [self removeObserveAndNOtification];
    [_player removeTimeObserver:_playTimeObserver]; // 移除playTimeObserver
}

6. AVPlayerItem 通知

AVPlaerItem 播放完成后,系统会自动发送通知,通知的定义详情请见 AVPlayerItem.h.

/* Note that NSNotifications posted by AVPlayerItem may be posted on a different thread from the one on which the observer was registered. */

// notifications                                                                                description
AVF_EXPORT NSString *const AVPlayerItemTimeJumpedNotification			 NS_AVAILABLE(10_7, 5_0);	// the item's current time has changed discontinuously
AVF_EXPORT NSString *const AVPlayerItemDidPlayToEndTimeNotification      NS_AVAILABLE(10_7, 4_0);   // item has played to its end time
AVF_EXPORT NSString *const AVPlayerItemFailedToPlayToEndTimeNotification NS_AVAILABLE(10_7, 4_3);   // item has failed to play to its end time
AVF_EXPORT NSString *const AVPlayerItemPlaybackStalledNotification       NS_AVAILABLE(10_9, 6_0);    // media did not arrive in time to continue playback
AVF_EXPORT NSString *const AVPlayerItemNewAccessLogEntryNotification	 NS_AVAILABLE(10_9, 6_0);	// a new access log entry has been added
AVF_EXPORT NSString *const AVPlayerItemNewErrorLogEntryNotification		 NS_AVAILABLE(10_9, 6_0);	// a new error log entry has been added

// notification userInfo key                                                                    type
AVF_EXPORT NSString *const AVPlayerItemFailedToPlayToEndTimeErrorKey     NS_AVAILABLE(10_7, 4_3);   // NSError

因此,如果我们想要在某个状态下,执行某些操作。监听 AVPlayerItem 的相关通知就行了。 比如,我想要播放完成后,暂停播放。 给AVPlayerItemDidPlayToEndTimeNotification 添加观察者。

 [[NSNotificationCenter defaultCenter] addObserver:self selector:@selector(playbackFinished:) name:AVPlayerItemDidPlayToEndTimeNotification object:nil];
 
 // 播放完成后
 - (void)playbackFinished:(NSNotification *)notification {
    NSLog(@"视频播放完成通知");
    _playerItem = [notification object];
    [_playerItem seekToTime:kCMTimeZero]; // item 跳转到初始
	  //[_player play]; // 循环播放
}

总结

使用 AVPlayer 的时候,一定要注意 AVPlayer 、 AVPlayerLayer 和 AVPlayerItem 三者之间的关系。 AVPlayer 负责控制播放, layer 显示播放, item 提供数据,当前播放时间, 已加载情况。 Item 中一些基本的属性, status, duration, loadedTimeRanges, currentTime(当前播放时间)。

最重要的还是多总结,6月份写的这个 Demo ,现在才总结,懒癌到晚期 =。 =

当然,如果我写的文章有幸让你看到了最后,那么, 或许 你想要更多的功能。比如,横竖屏旋转,一些交互动画等等。 我有个简单地 demo,实现了一些小小的功能,放到了 github 上, 里面还有很多不足,多沟通交流 = W = 。

githubDemo地址

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