使用JAVA编写一个视频播放器
前言
跳过废话,直接看正文
当年入坑java是因为它的跨平台优势。那时我认为,”编写一次,处处运行。”这听上去多么牛逼,应该是所有语言发展的终极之道,java势必会一统天下。
然而事实证明,那时的我还是太年轻。
正所谓鱼和熊掌不可兼得,若要享受跨平台带来的方便,便不可避免地要接受性能上的不足。事实上,java一直在致力于提高虚拟机的性能(JIT等技术),但面对对实时计算性能要求很高或涉及到用硬件优化的任务(视频的硬件编码、解码)时,仍远远比不上c或c++。因此,很少能够看到有人用java来写这类软件。
回到正题,要想写一个视频播放器,势必要处理不同的视频格式(mp4、avi、rmvb、flv等)。每一类格式的视频都必须要有对应的解码器才能播放。绝大多数解码器的库都是基于效率高的c或c++写成的,用java的写解码器的库非常少。
因此,要想用java写一个视频播放器,只有以下两个选择:
- 使用纯java编写,自己编写主流视频格式的软件解码器、结合Java媒体框架(JMF)完成视频解码任务。
- 使用jni调用现有的c或c++的解码器库,完成视频解码任务
使用java自己编写软件解码器的优点是能够真正地实现跨平台,也能很方便灵活地与swing框架结合。然而缺点是太过麻烦,先不说软件解码器的效率问题,各种主流视频格式的解码器的车轮能否成功地重造都是一个值得商榷的问题。
因此,我采用了第二种办法,通过jni调用现有的第三方视频解码库来完成视频解码的任务,而视频的显示、控制的逻辑则交由java来完成。这样便能够实现一个效率较高的视频播放器。值得一提的是,虽然根据平台类型来调用不同平台也能够实现跨平台,但是会受到诸多限制,这是不可避免的。
接下来便来看看具体怎么实现一个视频播放器吧。
正文
解码器的选择
视频格式有很多,解码器也有很多,因此要分别寻找对应的解码器并封装成jni接口进行调用是一个繁琐的任务,因此我们可以找一个已经封装了多种主流解码器的媒体处理框架(视频播放器)的库来直接进行调用。VLC是一个非常好的选择。
VLC media player VLC 是一款*、开源的跨平台多媒体播放器及框架,可播放大多数多媒体文件,以及 DVD、音频 CD、VCD 及各类流媒体协议。
在vlc的库上,我们要用jni进行一定的封装,从而能用java来调用视频的解码和播放控制接口。好在我们不必重造车轮。vlcj是一位国外开发者用java开发的一个媒体处理框架,底层使用的正是vlc播放器,通过jni调用vlc来完成音频的解码任务。
开发流程
- 安装VLC Media Player(我安装的版本是2.2.4,最好安装到默认目录)
- 建立普通maven项目,添加vlcj的依赖
<dependency>
<groupId>uk.co.caprica</groupId>
<artifactId>vlcj</artifactId>
<version>3.10.1</version>
</dependency>
- 正式开发
接下来就是代码干货了,将会介绍三个项目,都是基于这个vlcj的视频播放器。
入门示例
这是vlcj作者提供的入门示例程序,能够快速实现一个简单的视频播放器,当然,仅仅是播放而已,不提供控制功能。
这里用的vlcj中提供的内嵌视频播放组件EmbeddedMediaPlayerComponent,通过其中的mediaPlayer中的playMedia方法可以直接播放视频,视频会渲染到EmbeddedMediaPlayerComponent上。EmbeddedMediaPlayerComponent这个组件中提供了很多其他功能,若要实现一个普通的视频播放器,了解这个组件便足够了。
代码
package tutorial;
import java.awt.event.WindowAdapter;
import java.awt.event.WindowEvent;
import javax.swing.JFrame;
import javax.swing.SwingUtilities;
import uk.co.caprica.vlcj.component.EmbeddedMediaPlayerComponent;
import uk.co.caprica.vlcj.discovery.NativeDiscovery;
public class Tutorial {
private final JFrame frame;
private final EmbeddedMediaPlayerComponent mediaPlayerComponent;
public static void main(final String[] args) {
new NativeDiscovery().discover();
SwingUtilities.invokeLater(new Runnable() {
@Override
public void run() {
new Tutorial(args);
}
});
}
public Tutorial(String[] args) {
frame = new JFrame("My First Media Player");
frame.setBounds(100, 100, 600, 400);
frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.DO_NOTHING_ON_CLOSE);
frame.addWindowListener(new WindowAdapter() {
@Override
public void windowClosing(WindowEvent e) {
mediaPlayerComponent.release();
System.exit(0);
}
});
mediaPlayerComponent = new EmbeddedMediaPlayerComponent();
frame.setContentPane(mediaPlayerComponent);
frame.setVisible(true);
mediaPlayerComponent.getMediaPlayer().playMedia(args[0]);
}
}
vlcj-player
这是vlcj作者自己基于vlcj写的一个开源播放器,功能很全面,完全可以用来作为平时的视频播放器来使用。由于这个项目内容较多,不便将代码列出。
项目地址详见https://github.com/caprica/vlcj-player
javaplayer
这个是我基于vlcj写的一个简单的视频播放器,支持一些简单的视频播放控制功能和播放弹幕的功能。
开发这个播放器是出于对java编写视频播放器的好奇心,因此没有提供比较完善的功能,毕竟耗时耗力。只是结合了我之前写过的一个弹幕播放器,为这个视频播放器添加了弹幕播放的功能,方便能在播放本地视频的过程中播放b站的弹幕。
项目地址详见https://github.com/clayandgithub/javaplayer
后记
在开发过程中遇到一些坑,如视频渲染组件的透明问题,以及swing的重绘机制导致的一些界面显示上的bug。有些完全解决了,有些则只是采用曲线救国的方法解决的。如果你在开也遇到了这些问题,欢迎一起交流探讨。
附:vlcj的官方文档
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一种结构设计模式,允许在对象中动态添加新行为。它通过创建一个封装器来实现这一目的,即把对象放入一个装饰器类中,然后把这个装饰器类放入另一个装饰器类中,以此类推,形成一个封装器链。这样,我们就可以在不改变原始对象的情况下动态添加新行为或修改原始行为。 在 Java 中,实现装饰器设计模式的步骤如下: 定义一个接口或抽象类作为被装饰对象的基类。 公共接口 Component { void operation; } } 在本例中,我们定义了一个名为 Component 的接口,该接口包含一个名为 operation 的抽象方法,该方法定义了被装饰对象的基本行为。 定义一个实现基类方法的具体装饰对象。 公共类 ConcreteComponent 实现 Component { public class ConcreteComponent implements Component { @Override public void operation { System.out.println("ConcreteComponent is doing something...") ; } } 定义一个抽象装饰器类,该类继承于基类,并将装饰对象作为一个属性。 公共抽象类装饰器实现组件 { protected Component 组件 public Decorator(Component component) { this.component = component; } } @Override public void operation { component.operation; } } } 在这个示例中,我们定义了一个名为 Decorator 的抽象类,它继承了 Component 接口,并将被装饰对象作为一个属性。在操作方法中,我们调用了被装饰对象上的同名方法。 定义一个具体的装饰器类,继承自抽象装饰器类并实现增强逻辑。 公共类 ConcreteDecoratorA extends Decorator { public ConcreteDecoratorA(Component 组件) { super(component); } } public void operation { super.operation System.out.println("ConcreteDecoratorA 正在添加新行为......") ; } } 在本例中,我们定义了一个名为 ConcreteDecoratorA 的具体装饰器类,它继承自装饰器抽象类,并实现了操作方法的增强逻辑。在操作方法中,我们首先调用被装饰对象上的同名方法,然后添加新行为。 使用装饰器增强被装饰对象。 公共类 Main { public static void main(String args) { Component 组件 = new ConcreteComponent; component = new ConcreteDecoratorA(component); 组件操作 } } 在这个示例中,我们首先创建了一个被装饰对象 ConcreteComponent,然后通过 ConcreteDecoratorA 类创建了一个装饰器,并将被装饰对象作为参数传递。最后,调用装饰器的操作方法,实现对被装饰对象的增强。 使用场景 在 Java 中,装饰器模式被广泛使用,尤其是在 I/O 中。Java 中的 I/O 库使用装饰器模式实现了不同数据流之间的转换和增强。 让我们打开文件 a.txt,从中读取数据。InputStream 是一个抽象类,FileInputStream 是专门用于读取文件流的子类。BufferedInputStream 是一个支持缓存的数据读取类,可以提高数据读取的效率,具体代码如下: @Test public void testIO throws Exception { InputStream inputStream = new FileInputStream("C:/bbb/a.txt"); // 实现包装 inputStream = new BufferedInputStream(inputStream); byte bytes = new byte[1024]; int len; while((len = inputStream.read(bytes)) != -1){ System.out.println(new String(bytes, 0, len)); } } } } 其中 BufferedInputStream 对读取数据进行了增强。 这样看来,装饰器设计模式和代理模式似乎有点相似,接下来让我们讨论一下它们之间的区别。 第三,与代理模式的区别: 代理模式的目的是控制对对象的访问,它在对象外部提供一个代理对象来控制对原对象的访问。代理对象和原始对象通常实现相同的接口或继承相同的类,以确保两者可以相互替换。 装饰器模式的目的是动态增强对象的功能,而这是通过对象内部的包装器来实现的。在装饰器模式中,装饰器类和被装饰对象通常实现相同的接口或继承自相同的类,以确保两者可以相互替代。装饰器模式也被称为封装器模式。 在代理模式中,代理类附加了与原类无关的功能。
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