HLS

HLS, HTTP Live Streaming 是 Apple 提出的直播流协议,其将整个流分成一个个小的块,并基于 HTTP 的文件来下载;HLS 由两部分构成,一个是 .m3u8 文件,一个是 .ts 视频文件;每一个 .m3u8 文件,分别对应若干个 ts 文件,这些 ts 文件才是真正存放视频的数据,m3u8 文件只是存放了一些 ts 文件的配置信息和相关路径,当视频播放时,.m3u8 是动态改变的,video 标签会解析这个文件,并找到对应的 ts 文件来播放,所以一般为了加快速度,.m3u8 放在 web 服务器上,ts 文件放在 CDN 上。HLS 协议视频支持 H.264 格式的编码,支持的音频编码方式是 AAC 编码。

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.m3u8 文件,其实就是以 UTF-8 编码的 m3u 文件,这个文件本身不能播放,只是存放了播放信息的文本文件:

#EXTM3U m3u文件头
#EXT-X-MEDIA-SEQUENCE 第一个TS分片的序列号
#EXT-X-TARGETDURATION 每个分片TS的最大的时长
#EXT-X-ALLOW-CACHE 是否允许cache
#EXT-X-ENDLIST m3u8文件结束符
#EXTINF 指定每个媒体段(ts)的持续时间(秒),仅对其后面的URI有效
mystream-12.ts

HLS 协议的使用也非常便捷,将 m3u8 直接写入到 src 中然后交与浏览器解析,也可以使用 fetch 来手动解析并且获取相关文件:

<video controls autoplay>
<source
src="http://devimages.apple.com/iphone/samples/bipbop/masterplaylist.m3u8"
type="application/vnd.apple.mpegurl"
/>
<p class="warning">Your browser does not support HTML5 video.</p>
</video>

HLS 详细版的内容比上面的简版多了一个 playlist,也可以叫做 master。在 master 中,会根据网络段实现设置好不同的 m3u8 文件,比如,3G/4G/wifi 网速等。比如,一个 master 文件中为:

#EXTM3U
#EXT-X-VERSION:6
#EXT-X-STREAM-INF:PROGRAM-ID=1,BANDWIDTH=2855600,CODECS="avc1.4d001f,mp4a.40.2",RESOLUTION=960x540
live/medium.m3u8
#EXT-X-STREAM-INF:PROGRAM-ID=1,BANDWIDTH=5605600,CODECS="avc1.640028,mp4a.40.2",RESOLUTION=1280x720
live/high.m3u8
#EXT-X-STREAM-INF:PROGRAM-ID=1,BANDWIDTH=1755600,CODECS="avc1.42001f,mp4a.40.2",RESOLUTION=640x360
live/low.m3u8
#EXT-X-STREAM-INF:PROGRAM-ID=1,BANDWIDTH=545600,CODECS="avc1.42001e,mp4a.40.2",RESOLUTION=416x234
live/cellular.m3u8

以 high.m3u8 文件为例,其内容会包含:

#EXTM3U
#EXT-X-VERSION:6
#EXT-X-TARGETDURATION:10
#EXT-X-MEDIA-SEQUENCE:26
#EXTINF:9.901,
http://media.example.com/wifi/segment26.ts
#EXTINF:9.901,
http://media.example.com/wifi/segment27.ts
#EXTINF:9.501,
http://media.example.com/wifi/segment28.ts

该二级 m3u8 文件也可以称为 media 文件,其有三种类型:

  • live playlist: 动态列表。顾名思义,该列表是动态变化的,里面的 ts 文件会实时更新,并且过期的 ts 索引会被删除。默认,情况下都是使用动态列表。

  • event playlist: 静态列表。它和动态列表主要区别就是,原来的 ts 文件索引不会被删除,该列表是不断更新,而且文件大小会逐渐增大。它会在文件中,直接添加 #EXT-X-PLAYLIST-TYPE:EVENT 作为标识。

  • VOD playlist: 全量列表。它就是将所有的 ts 文件都列在 list 当中。如果,使用该列表,就和播放一整个视频没有啥区别了。它是使用 #EXT-X-ENDLIST 表示文件结尾。

显而易见,HLS 的延时包含了 TCP 握手、m3u8 文件下载与解析、ts 文件下载与解析等多个步骤,可以缩短列表的长度和单个 ts 文件的大小来降低延迟,极致来说可以缩减列表长度为 1,并且 ts 的时长为 1s,但是这样会造成请求次数增加,增大服务器压力,当网速慢时回造成更多的缓冲,所以苹果官方推荐的 ts 时长时 10s,所以这样就会大改有 30s 的延迟。