粗略解读FFmpeg cmd多线程重构

1、为什么还要聊多线程?

早期网络编程很多是基于多进程或多线程的,后来event loop方式普及了,再后来协程更受推崇。多线程编程仿佛是个老旧过时的技术,一点都不酷。

但是,单纯的event loop/协程(不使用多线程多进程)无法发挥多核CPU的能力。音视频处理数据量大,是典型的CPU密集型任务,把多线程技术用好,才能降低延迟,增加吞吐量,提升机器利用率,降本增效😃。

软件解码器编码器需要缜密的多线程设计,编解码速度很大程度上取决于多线程设计的好坏。设计粗陋,CPU闲着不干活或者空转。FFmpeg H.265解码存在比较大的多线程设计缺陷,AV1解码器dav1d绝佳的性能一定程度来自它重新设计的多线程处理模式。

本文根据Anton Khirnov在VDD(VideoLan Developer Day)上分享整理而成。

2、FFmpeg cmd是什么?

无须多言,FFmpeg cmd是FFmpeg项目内置的一个命令行工具,是在libavformat、libavcodec、libavfilter之上实现的。很多人学习FFmpeg是从学习FFmpeg命令行使用开始的。

粗略解读FFmpeg cmd多线程重构

FFmpeg项目起初很小(2000年),FFmpeg命令行只有约700行代码,功能简单:编码YUV视频帧,编码PCM音频帧,封装。

粗略解读FFmpeg cmd多线程重构

2001年发展成了如下的样子:

粗略解读FFmpeg cmd多线程重构

 

之后的发展速度如下:

粗略解读FFmpeg cmd多线程重构

FFmpeg cmd代码体量增加了,架构上不堪重负,在一个帐篷的基础上扩展成了摩天大楼。成就斐然,大家惊异于FFmpeg cmd的功能,但是到处有隐藏逻辑,处处有惊喜(惊吓),后续发展困难。

典型的转码处理流程如下:

粗略解读FFmpeg cmd多线程重构

 

3、FFmpeg cmd多线程重构

重构的目标Anton列了三条,概括来说只有两个:增加项目的可维护性;提高FFmpeg cmd的性能(主要是吞吐量)。注意在说吞吐量时,有个附带条件:right condition。一般的应用到计算量很大的应用,多线程提升明显。但是超简单的场景,多线程额外开销可能超过收益(这种场景并不常见,往往是人为制造的)。

粗略解读FFmpeg cmd多线程重构

Anton从2021年尾开始,总共有700多个commit,几乎改到了ffmpeg cmd的每一行代码,总体进度如下:

粗略解读FFmpeg cmd多线程重构

已发布的FFmpeg 6.1版本已经包含了部分工作,预计下个版本7.0最终完成多线程重构。

Anton列了一些未来潜在的发展方向

粗略解读FFmpeg cmd多线程重构

如何支持脚本化不是难题,但不知脚本化可以用来实现什么功能,读者可以大胆想象。

 

作者:quink
来源:Fun With FFmpeg
原文:https://mp.weixin.qq.com/s/1ygoMJU6KsleFZNLSfFprw

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