面试：视频播放器相关优化参考

十亿级视频播放技术优化揭密 - 掘金

网易云音乐在视频播放优化上的实践 - 知乎

HLS 视频点播初探 - 腾讯云开发者社区-腾讯云

HTTP Live Streaming（HLS）是苹果公司实现的基于HTTP的流媒体传输协议，可实现流媒体的直播和点播。原理上是将视频流分片成一系列HTTP下载文件。特点是将流媒体切分为若干 TS 片段（比如每10秒一段），然后通过一个扩展的 m3u 列表文件将这些 TS 片段集中起来供客户端播放器接收。

首帧优化

首帧时间，即从开始播放到视频第一帧渲染到屏幕上的时间。要对首帧耗时进行优化，我们需要搞清楚这其中包含哪些步骤。这个过程依次分为以下几步：

1. DNS解析，通常一个App内视频资源的域名是固定的一个或几个，所以只有第一次播放需要请求域名服务器解析域名，后面都只需要直接到缓存里面去取就可以了。

2. 域名解析完之后，首先要发起TCP连接，这个时间受网络状况影响。

3. 然后发起Http请求，等待Http数据的返回，这个也会受到网络情况的影响。

4. 数据返回之后，播放器首先要对视频格式进行探测，而且需要足够的数据量才能探测成功。

5. 格式探测完也是不能直接播放的，播放器需要拿到足够多的数据缓存才能开始播放视频，开始播放的缓存量有一个阈值是可以设置的。

6. 最后一步就是对视频数据的解码，这个耗时由播放器本身的性能决定。

通过上面的分析，首帧耗时主要由DNS耗时+TCP连接耗时+Http请求耗时+视频探测耗时+buffer缓存耗时+播放器解析耗时累加而成。其实，从整个过程来看，App层面可以做的并不多。我们考虑从其他角度来优化首帧时间。

网络优化

对于播放体验和播放错误的改进，网络的优化也是不可或缺的一部分。

首先，域名解析的耗时本身会影响视频首帧时间，也可能会由于解析失败导致视频播放出错。因此，云音乐使用了HttpDns来代替默认的域名解析，并且使用了批量域名预取，预埋一些默认的域名地址，当域名解析出错时，可以通过默认ip访问网络。

其次，对于视频数据的请求，需要先建立tcp连接，为了能够避免tcp连接建立的时间消耗，底层网络库里启用了tcp连接复用，在域名收敛的情况下，可以通过复用tcp连接来减少视频请求的时间。从而提升视频首屏速度。

最后，弱网也是我们无法避开的问题。弱网环境会存在请求超时，针对这种情况，我们会尝试多次重连。而且在网络库底层，在超时的情况下，也会超时连接其他ip。另外，对于多分辨率视频的情况，如果明确知道网络比较差的话，可以尝试提示用户切换到低分辨率来播放。

爱奇艺CDN调度系统全流程架构如下图：

以下是 架构图中各个系统的角色介绍:

客户端：爱奇艺提供的播放客户端，覆盖手机、平板、电脑、电视和网页等多个平台，客户端首先访问DNS解析HTTP视频调度域名，然后请求HTTP视频调度获取CDN下载地址，最后从CDN下载视频数据；
探测服务器：一组开启双栈的HTTP服务器，为全网客户端提供探测服务，帮助客户端判断本地IPv4和IPv6可用情况；
Local DNS：客户端使用的DNS服务器地址，由用户所在运营商提供；客户端向Local DNS发起域名解析请求，Local DNS递归查询到爱奇艺Anycast DNS，最后把结果返回给客户端；
Anycast DNS：爱奇艺自研的高性能DNS系统，单机QPS可达近百万，基于Anycast技术部署，为全球用户提供高可用的DNS服务，支持IPv6后可提供IPv6 AAAA记录查询解析；
HTTP视频调度：CDN核心系统之一，根据客户端请求来源地址归属运营商和区域，为用户选择服务质量最优的CDN，确保用户享受极致播放体验；
爱奇艺混合CDN：包括自建cdn和商业CDN，为爱奇艺数亿用户提供就近下载服务；

资源管理平台（天工）：资源统一管理平台，实现从资源需求收集、商务拓展、资源采购、资源部署、资源管理、基础运维和成本计算的统一管理，旨在打造以流程管理为基础的自动化运维平台；
调度管理平台（伏羲）：调度管理平台，管理DNS调度和HTTP视频调度各种配置和策略。调度管理平台从资源管理平台中自动同步机房和服务器基础信息，借助配置管理平台实现配置的快速下发和生效；同时支持通过域名和IP维度进行拨测，实时探测全网服务器健康状态，自动下线故障服务器；
配置管理平台（Fast）：作为CDN 服务器的管理平台，联动资源管理平台和调度管理平台等多个系统，同步资产和服务等基础信息。利用部署在多个运营商+区域的 Proxy 集群，保证全网 CDN 节点的连通率，提供稳定可靠的配置管理服务。

QQ空间视频优化：

1、流量控制

在高峰期播放到第10秒时，预下载N秒数据，下载到N秒就停下来。然后，可以做多级限速。一开始不限速，下载到合适时机做1倍码率限速。高峰期时预加载的数据会少一些，防止高峰期时带宽占用明显，这是初级的策略。最终我们也有码率切换的策略。

2、防盗链耗时优化

3、TS片下载优化

先从m3u8中，获取TS片段，然后并行下载TS

HLS在安卓上面体验非常差，因为安卓3.0之后对HLS基本没有做的优化工作，这里每次安卓上播放HLS需要等待6-9秒。分析发现它的处理也不是很得当，因为安卓系统请求链路较长，串行下载，需要下载3-4片TS才能启动播放，下载3个分片的话，耗时就会很久。先获取M3U8，解析M3U8里面有哪些文件，可以做并行下载，只让他下载一次M3U8，这样下载速度大幅度提升。

4、Seek文件空洞优化

对存储做了一次重构，支持文件空洞。会按照一兆的方式对文件进行碎片划分，好处是我可以分段存储，我可以允许逻辑空洞的，拖动的话也可以在后面存储，也不需要数据库，我可以知道这是从哪个位置到哪个位置的存储。

5、DNS劫持优化

下载常见的错误码，DNS劫持是比较多的，一些网络运营商会劫持你的请求。

这个在国内是比较常见的劫持，有的小运营商按月会劫持你的视频内容，可能直接污染你的DNS让你查找不到CDN，这是比较多的，还有一些网络不稳定的影响导致。更隐藏的会直接污染你的视频内容，让你视频内容是错误的。

第三部分：如何借助当前的自适应比特率技术降低广播延迟 – 视频播放器优化建议 | 亚马逊AWS官方博客

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