跨平台轻量级RTSP服务模块设计思路及实现探讨_rtspserver 并发数

技术背景

为满足内网无纸化/电子教室等内网超低延迟需求，避免让用户配置单独的服务器，我们发布了轻量级RTSP服务模块，轻量级RTSP服务解决的核心痛点是避免用户或者开发者单独部署RTSP或者RTMP服务，实现本地的音视频数据（如摄像头、麦克风），编码后，汇聚到内置RTSP服务，对外提供可供拉流的RTSP URL，轻量级RTSP服务，适用于内网环境下，对并发要求不高的场景，支持H.264/H.265，支持RTSP鉴权、单播、组播模式，考虑到单个服务承载能力，我们支持同时创建多个RTSP服务，并支持获取当前RTSP服务会话连接数。

以下是轻量级RTSP服务的一些特点：

1. 简单易用：SDK 提供了完整的 RTSP服务功能，包括音频格式、视频格式、传输模式、端口设置、鉴权设置等，开发者可以轻松地使用这些功能进行 RTSP服务开发。

2. 跨平台支持：SDK 支持 Windows、Android 和 iOS 平台，开发者可以在不同的平台上进行 RTSP服务开发，并且可以使用多种编程语言进行开发。

3. 音频和视频处理：SDK 提供了音频和视频的处理功能，包括采集麦克风、采集扬声器、音频格式转换、视频格式转换等，开发者可以使用这些功能实现音视频的采集和处理。

4. 摄像头和屏幕合成：SDK 支持摄像头和屏幕的实时切换，可以单画面显示摄像头或屏幕，并且支持摄像头和屏幕的合成处理，让开发者能够实现更多的监控和展示功能。

5. 音频处理：SDK 支持音频的噪音抑制、自动增益控制等功能，可以帮助开发者实现更好的音频处理效果。

6. 安全性：SDK 支持密码验证和鉴权设置，可以保护 RTSP服务的网络安全和数据安全。

7. 多服务支持：SDK 支持同时创建多个内置 RTSP 服务，并且支持 H.265 视频编码，可以帮助开发者实现更多的监控和服务需求。

功能支持：

• [音频格式]AAC、PCMA；
• [视频格式]H.264、H.265；
• [协议类型]RTSP；
• [传输模式]支持单播和组播模式；
• [端口设置]支持RTSP端口设置；
• [鉴权设置]支持RTSP鉴权用户名、密码设置；
• [获取session连接数]支持获取当前RTSP服务会话连接数；
• [多服务支持]支持同时创建多个内置RTSP服务；
• [H.265支持]Windows内置rtsp server支持发布H.265视频（64位库）；
• [RTSP url回调]支持设置后的rtsp url通过event回调到上层。

接口设计

以Android平台为例，接口设计如下：

  /*
   * SmartPublisherJniV2.java
   * Author: daniusdk.com
   * Created on 2015/09/20.
   */
  /*
	 * Init rtsp server(和UnInitRtspServer配对使用，即便是启动多个RTSP服务，也只需调用一次InitRtspServer，请确保在OpenRtspServer之前调用)
	 *
	 * @param ctx: get by this.getApplicationContext()
	 *
	 * @return {0} if successful
	 */
	public native int InitRtspServer(Object ctx);
 
	/*
	 * 创建一个rtsp server
	 *
   	 * @param reserve：保留参数传0
	 *
	 * @return rtsp server 句柄
	 */
	public native long OpenRtspServer(int reserve);
 
	/*
	 * 设置rtsp server 监听端口, 在StartRtspServer之前必须要设置端口
	 *
   	 * @param rtsp_server_handle: rtsp server 句柄
	 *
   	 * @param port: 端口号，可以设置为554,或者是1024到65535之间,其他值返回失败
	 *
	 * @return {0} if successful
	 */
	public native int SetRtspServerPort(long rtsp_server_handle, int port);
 
	/*
	 * 设置rtsp server 鉴权用户名和密码, 这个可以不设置，只有需要鉴权的再设置
	 *
   	 * @param rtsp_server_handle: rtsp server 句柄
	 *
   	 * @param user_name: 用户名(必须是英文)
	 * 
   	 * @param password：密码(必须是英文)
	 *
	 * @return {0} if successful
	 */
	public native int SetRtspServerUserNamePassword(long rtsp_server_handle, String user_name, String password);
 
	/*
	 * 设置rtsp server 组播, 如果server设置成组播就不能单播，组播和单播只能选一个, 一般来说单播网络设备支持的好，wifi组播很多路由器不支持
	 *
	 * @param rtsp_server_handle: rtsp server 句柄
	 *
	 * @param is_multicast: 是否组播, 1为组播, 0为单播, 其他值接口返回错误, 默认是单播
	 *
	 * @return {0} if successful
	 */
	public native int SetRtspServerMulticast(long rtsp_server_handle, int is_multicast);
 
	/*
	 * 设置rtsp server 组播组播地址
	 *
	 * @param rtsp_server_handle: rtsp server 句柄
	 *
	 * @param multicast_address: 组播地址
	 *
	 * 如果设置的不是组播地址, 将返回错误
	 * 组播地址范围说明: [224.0.0.0, 224.0.0.255] 为组播预留地址, 不能设置. 可设置范围为[224.0.1.0, 239.255.255.255], 其中SSM地址范围为[232.0.0.0, 232.255.255.255]
	 *
	 *  @return {0} if successful
	 */
	public native int SetRtspServerMulticastAddress(long rtsp_server_handle, String multicast_address);
 
	/*
	 * 获取rtsp server当前的客户会话数, 这个接口必须在StartRtspServer之后再调用
	 *
   	 * @param rtsp_server_handle: rtsp server 句柄
	 *
	 * @return {当前rtsp server会话数}
	 */
	public native int GetRtspServerClientSessionNumbers(long rtsp_server_handle);
 
	/*
	 * 启动rtsp server
	 *
   	 * @param rtsp_server_handle: rtsp server 句柄
	 *
   	 * @param reserve: 保留参数传0
	 *
	 * @return {0} if successful
	 */
	public native int StartRtspServer(long rtsp_server_handle, int reserve);
 
	/*
	 * 停止rtsp server
	 *
   	 * @param rtsp_server_handle: rtsp server 句柄
	 *
	 * @return {0} if successful
	 */
	public native int StopRtspServer(long rtsp_server_handle);
 
	/*
	 * 关闭rtsp server
	 *
	 * @param rtsp_server_handle: rtsp server 句柄
	 *
	 * NOTE: 调用这个接口之后rtsp_server_handle失效，
	 *
	 * @return {0} if successful
	 */
	public native int CloseRtspServer(long rtsp_server_handle);
 
	/*
	 * UnInit rtsp server(和InitRtspServer配对使用，即便是启动多个RTSP服务，也只需调用一次UnInitRtspServer)
	 *
	 * @return {0} if successful
	 */
	public native int UnInitRtspServer();
 
	/*
	 * 设置rtsp的流名称
	 *
	 * @param handle: 推送实例句柄
	 *
   	 * @param stream_name: 流程名称，不能为空字符串，必须是英文
	 *
	 * 这个作用是: 比如rtsp的url是:rtsp://192.168.0.111/test, test就是设置下去的stream_name
	 *
	 * @return {0} if successful
	 */
	public native int SetRtspStreamName(long handle, String stream_name);
 
	/*
	 * 给要发布的rtsp流设置rtsp server, 一个流可以发布到多个rtsp server上，rtsp server的创建启动请参考OpenRtspServer和StartRtspServer接口
	 *
   	 * @param handle: 推送实例句柄
	 *
   	 * @param rtsp_server_handle：rtsp server句柄
   	 *
	 * @param reserve：保留参数，传0
	 *
	 * @return {0} if successful
	 */
	public native int AddRtspStreamServer(long handle, long rtsp_server_handle, int reserve);
 
	/*
	 * 清除设置的rtsp server
	 *
	 * @param handle: 推送实例句柄
	 *
	 * @return {0} if successful
	 */
	public native int ClearRtspStreamServer(long handle);
 
	/*
	 * 启动rtsp流
	 *
	 * @param handle: 推送实例句柄
	 *
	 * @param reserve: 保留参数，传0
	 *
	 * @return {0} if successful
	 */
	public native int StartRtspStream(long handle, int reserve);
 
	/*
	 * 停止rtsp流
	 *
	 * @param handle: 推送实例句柄
	 *
	 * @return {0} if successful
	 */
	public native int StopRtspStream(long handle);

接口调用示例

启动、停止RTSP服务

//启动/停止RTSP服务
class ButtonRtspServiceListener implements View.OnClickListener {
  public void onClick(View v) {
    if (isRTSPServiceRunning) {
      stopRtspService();
 
      btnRtspService.setText("启动RTSP服务");
      btnRtspPublisher.setEnabled(false);
 
      isRTSPServiceRunning = false;
      return;
    }
 
    Log.i(TAG, "onClick start rtsp service..");
 
    rtsp_handle_ = libPublisher.OpenRtspServer(0);
 
    if (rtsp_handle_ == 0) {
      Log.e(TAG, "创建rtsp server实例失败! 请检查SDK有效性");
    } else {
      int port = 8554;
      if (libPublisher.SetRtspServerPort(rtsp_handle_, port) != 0) {
        libPublisher.CloseRtspServer(rtsp_handle_);
        rtsp_handle_ = 0;
        Log.e(TAG, "创建rtsp server端口失败! 请检查端口是否重复或者端口不在范围内!");
      }
 
      if (libPublisher.StartRtspServer(rtsp_handle_, 0) == 0) {
        Log.i(TAG, "启动rtsp server 成功!");
      } else {
        libPublisher.CloseRtspServer(rtsp_handle_);
        rtsp_handle_ = 0;
        Log.e(TAG, "启动rtsp server失败! 请检查设置的端口是否被占用!");
      }
 
      btnRtspService.setText("停止RTSP服务");
      btnRtspPublisher.setEnabled(true);
 
      isRTSPServiceRunning = true;
    }
  }
}

发布RTSP流：

//发布/停止RTSP流
class ButtonRtspPublisherListener implements View.OnClickListener {
  public void onClick(View v) {
    if (isRTSPPublisherRunning) {
      stopRtspPublisher();
 
      btnRtspPublisher.setText("发布RTSP流");
      btnGetRtspSessionNumbers.setEnabled(false);
      btnRtspService.setEnabled(true);
      return;
    }
 
    Log.i(TAG, "onClick start rtsp publisher..");
 
    if (!isPushingRtmp && !isGB28181StreamRunning && !isRecording) {
      InitAndSetConfig();
    }
 
    if (publisherHandle == 0) {
      Log.e(TAG, "Start rtsp publisher, publisherHandle is null..");
      return;
    }
 
    String rtsp_stream_name = "stream1";
    libPublisher.SetRtspStreamName(publisherHandle, rtsp_stream_name);
    libPublisher.ClearRtspStreamServer(publisherHandle);
 
    libPublisher.AddRtspStreamServer(publisherHandle, rtsp_handle_, 0);
 
    if (libPublisher.StartRtspStream(publisherHandle, 0) != 0) {
      Log.e(TAG, "调用发布rtsp流接口失败!");
      return;
    }
 
    if (!isPushingRtmp && !isGB28181StreamRunning && !isRecording) {
      CheckInitAudioRecorder();    //enable pure video publisher..
    }
 
    startLayerPostThread();
 
    btnRtspPublisher.setText("停止RTSP流");
    btnGetRtspSessionNumbers.setEnabled(true);
    btnRtspService.setEnabled(false);
    isRTSPPublisherRunning = true;
  }
}

获取RTSP会话数：

//获取RTSP会话数
class ButtonGetRtspSessionNumbersListener implements View.OnClickListener {
  public void onClick(View v) {
    if (libPublisher != null && rtsp_handle_ != 0) {
      int session_numbers = libPublisher.GetRtspServerClientSessionNumbers(rtsp_handle_);
 
      Log.i(TAG, "GetRtspSessionNumbers: " + session_numbers);
 
      PopRtspSessionNumberDialog(session_numbers);
    }
  }
}
 
//当前RTSP会话数弹出框
private void PopRtspSessionNumberDialog(int session_numbers) {
  final EditText inputUrlTxt = new EditText(this);
  inputUrlTxt.setFocusable(true);
  inputUrlTxt.setEnabled(false);
 
  String session_numbers_tag = "RTSP服务当前客户会话数: " + session_numbers;
  inputUrlTxt.setText(session_numbers_tag);
 
  AlertDialog.Builder builderUrl = new AlertDialog.Builder(this);
  builderUrl
    .setTitle("内置RTSP服务")
    .setView(inputUrlTxt).setNegativeButton("确定", null);
  builderUrl.show();
}

总结

轻量级RTSP服务模块是一个跨平台的、简单易用的 RTSP 服务开发工具包，可以帮助开发者快速实现 RTSP 服务，并且提供多种音视频处理和安全性保障功能，无需单独部署RTSP服务，在内网环境特别是移动端，非常方便。