iOS音頻篇：AVPlayer的緩衝實現

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授權轉載，明仔Su（簡書）

在上一篇文章《使用AVPlayer播放網路音樂》介紹了AVPlayer的基本使用，下面介紹如何通過AVAssetResourceLoader實現AVPlayer的緩衝。

需求梳理

沒有任何工具能適用於所有的情境，在使用AVPlayer的過程中，我們會發現它有很多局限性，比如播放網路音樂時，往往不能控制其內部播放邏輯，比如我們會發現播放時seek會失敗，資料載入完畢後不能擷取到資料檔案進行其他動作，因此我們需要尋找彌補其不足之處的方法，這裡我們選擇了AVAssetResourceLoader。

AVAssetResourceLoader的作用：讓我們自行掌握AVPlayer資料的載入，包括擷取AVPlayer需要的資料的資訊，以及可以決定傳遞多少資料給AVPlayer。

AVAssetResourceLoader在AVPlayer中的位置如下：

實現核心

使用AVAssetResourceLoader需要實現AVAssetResourceLoaderDelegate的方法：

- (BOOL)resourceLoader:(AVAssetResourceLoader *)resourceLoadershouldWaitForLoadingOfRequestedResource:(AVAssetResourceLoadingRequest *)loadingRequest;

要求載入資源的代理方法，這時我們需要儲存loadingRequest並對其所指定的資料進行讀取或下載操作，當資料讀取或下載完成，我們可以對loadingRequest進行完成操作。

- (void)resourceLoader:(AVAssetResourceLoader *)resourceLoaderdidCancelLoadingRequest:(AVAssetResourceLoadingRequest *)loadingRequest;

取消載入資源的代理方法，這時我們需要取消loadingRequest所指定的資料的讀取或下載操作。

實現策略

通過AVAssetResourceLoader實現緩衝的策略有多種，沒有絕對的優與劣，只要符合我們的實際需求就可以了。

下面我們以模仿企鵝音樂的來示範AVAssetResourceLoader實現緩衝的過程為例子。

先觀察並猜測企鵝音樂的緩衝策略（當然它不是用AVPlayer播放）：

1、開始播放，同時開始下載完整的檔案，當檔案下載完成時，儲存到快取檔案夾中；

2、當seek時

（1）如果seek到已下載到的部分，直接seek成功；（如下載進度60%，seek進度50%）

（2）如果seek到未下載到的部分，則開始新的下載（如下載進度60%，seek進度70%）

PS1：此時檔案下載的範圍是70%-100%

PS2：之前已下載的部分就被刪除了

PS3：如果有別的seek操作則重複步驟2，如果此時再seek到進度40%，則會開始新的下載（範圍40%-100%）

3、當開始新的下載之後，由於檔案不完整，下載完成之後不會儲存到快取檔案夾中；

4、下次再播放同一歌曲時，如果在快取檔案夾中存在，則直接播放快取檔案；

實現流程

流程：

1、通過自訂scheme來建立avplayer，並給AVURLAsset指定代理（SUPlayer對象）

AVURLAsset * asset = [AVURLAsset URLAssetWithURL:[self.url customSchemeURL] options:nil];[asset.resourceLoader setDelegate:self.resourceLoader queue:dispatch_get_main_queue()];self.currentItem = [AVPlayerItem playerItemWithAsset:asset];self.player = [AVPlayer playerWithPlayerItem:self.currentItem];

2、代理實現AVAssetResourceLoader的代理方法（SUResourceLoader對象）

- (BOOL)resourceLoader:(AVAssetResourceLoader *)resourceLoader shouldWaitForLoadingOfRequestedResource:(AVAssetResourceLoadingRequest *)loadingRequest {    [self addLoadingRequest:loadingRequest];    return YES;}- (void)resourceLoader:(AVAssetResourceLoader *)resourceLoader didCancelLoadingRequest:(AVAssetResourceLoadingRequest *)loadingRequest {    [self removeLoadingRequest:loadingRequest];}

3、對loadingRequest的處理（addLoadingRequest方法）

（1）將其加入到requestList中

[self.requestList addObject:loadingRequest];

（2）如果還沒開始下載，則開始請求資料，否則靜待資料的下載

[self newTaskWithLoadingRequest:loadingRequest cache:YES];

（3）如果是seek之後的loadingRequest，判斷請求開始的位置，如果已經緩衝到，則直接讀取資料

if (loadingRequest.dataRequest.requestedOffset >= self.requestTask.requestOffset &&    loadingRequest.dataRequest.requestedOffset <= self.requestTask.requestOffset + self.requestTask.cacheLength) {    [self processRequestList];}

3.4如果還沒緩衝到，則重新請求

if (self.seekRequired) {    [self newTaskWithLoadingRequest:loadingRequest cache:NO];}

4、資料請求的處理（newTaskWithLoadingRequest方法）

（1）先判斷是否已經有下載任務，如果有，則先取消該任務

if (self.requestTask) {    fileLength = self.requestTask.fileLength;    self.requestTask.cancel = YES;}

（2）建立新的請求，設定代理

self.requestTask = [[SURequestTask alloc]init];self.requestTask.requestURL = loadingRequest.request.URL;self.requestTask.requestOffset = loadingRequest.dataRequest.requestedOffset;self.requestTask.cache = cache;if (fileLength > 0) {    self.requestTask.fileLength = fileLength;}self.requestTask.delegate = self;[self.requestTask start];self.seekRequired = NO;

5、資料響應的處理（processRequestList方法）

對requestList裡面的loadingRequest填充響應資料，如果已完全響應，則將其從requestList中移除

- (void)processRequestList {NSMutableArray * finishRequestList = [NSMutableArray array];    for (AVAssetResourceLoadingRequest * loadingRequest in self.requestList) {    if ([self finishLoadingWithLoadingRequest:loadingRequest]) {        [finishRequestList addObject:loadingRequest];        }    }    [self.requestList removeObjectsInArray:finishRequestList];}

填充響應資料的過程如下：

（1）填寫 contentInformationRequest的資訊，注意contentLength需要填寫下載的檔案的總長度，contentType需要轉換

CFStringRef contentType = UTTypeCreatePreferredIdentifierForTag(kUTTagClassMIMEType, (__bridge CFStringRef)(MimeType), NULL);loadingRequest.contentInformationRequest.contentType = CFBridgingRelease(contentType);loadingRequest.contentInformationRequest.byteRangeAccessSupported = YES;loadingRequest.contentInformationRequest.contentLength = self.requestTask.fileLength;

（2）計算可以響應的資料長度，注意資料讀取的起始位置是當前avplayer當前播放的位置，結束位置是loadingRequest的結束位置或者目前檔案下載到的位置

NSUInteger cacheLength = self.requestTask.cacheLength;NSUInteger requestedOffset = loadingRequest.dataRequest.requestedOffset;if (loadingRequest.dataRequest.currentOffset != 0) {    requestedOffset = loadingRequest.dataRequest.currentOffset;}NSUInteger canReadLength = cacheLength - (requestedOffset - self.requestTask.requestOffset);NSUInteger respondLength = MIN(canReadLength, loadingRequest.dataRequest.requestedLength);

（3）讀取資料並填充到loadingRequest

[loadingRequest.dataRequest respondWithData:[SUFileHandle readTempFileDataWithOffset:requestedOffset - self.requestTask.requestOffset length:respondLength]];

（4） 如果完全響應了所需要的資料，則完成loadingRequest，注意判斷的依據是 響應資料結束的位置 >= loadingRequest結束的位置

NSUInteger nowendOffset = requestedOffset + canReadLength;NSUInteger reqEndOffset = loadingRequest.dataRequest.requestedOffset + loadingRequest.dataRequest.requestedLength;if (nowendOffset >= reqEndOffset) {    [loadingRequest finishLoading];    return YES;}return NO;

6、處理requestList的時機

當有新的loadingRequest或者檔案下載進度更新時，都需要處理requestList

7、新的請求任務實現的過程（SURequestTask對象）

（1）初始化時，需要刪除舊的臨時檔案，並建立新的空白臨時檔案

- (instancetype)init {if (self = [super init]) {        [SUFileHandle createTempFile];    }    return self;}

（2）建立新的串連，如果是seek後的請求，則指定其請求內容的範圍

- (void)start {    NSMutableURLRequest * request = [NSMutableURLRequest requestWithURL:[self.requestURL originalSchemeURL] cachePolicy:NSURLRequestReloadIgnoringCacheData timeoutInterval:RequestTimeout];    if (self.requestOffset > 0) {        [request addValue:[NSString stringWithFormat:@"bytes=%ld-%ld", self.requestOffset, self.fileLength - 1] forHTTPHeaderField:@"Range"];    }    self.session = [NSURLSession sessionWithConfiguration:[NSURLSessionConfiguration defaultSessionConfiguration] delegate:self delegateQueue:[NSOperationQueue mainQueue]];    self.task = [self.session dataTaskWithRequest:request];    [self.task resume];}

（3）當收到資料時，將資料寫入臨時檔案，更新下載進度，同時通知代理處理requestList

- (void)URLSession:(NSURLSession *)session dataTask:(NSURLSessionDataTask *)dataTask didReceiveData:(NSData *)data {    if (self.cancel) return;    [SUFileHandle writeTempFileData:data];    self.cacheLength += data.length;    if (self.delegate && [self.delegate respondsToSelector:@selector(requestTaskDidUpdateCache)]) {        [self.delegate requestTaskDidUpdateCache];    }}

（4）當下載完成時，如果滿足緩衝的條件，則將臨時檔案拷貝到快取檔案夾中

if (self.cache) {    [SUFileHandle cacheTempFileWithFileName:[NSString fileNameWithURL:self.requestURL]];}if (self.delegate && [self.delegate respondsToSelector:@selector(requestTaskDidFinishLoadingWithCache:)]) {    [self.delegate requestTaskDidFinishLoadingWithCache:self.cache];}

樣本Demo

以上就是總體的實現流程，當然每個人的思路都不同，你可以在對其理解得足夠深刻之後使用更高效更安全的方式去實現。

本文的demo在我的github上可以下載：GitHub : SUCacheLoader

本demo是以緩衝豆瓣FM的歌曲（MP4格式）為例寫的，如果你追求更完美的效果，可以從以下幾方面入手：

1、對緩衝格式支援的處理：並不是所有檔案格式都支援的哦，對於不支援的格式，你應該不使用緩衝功能；

2、對緩衝過程中各種錯誤的處理：比如下載逾時、串連失敗、讀取資料錯誤等等的處理；

3、快取檔案的命名處理，如果快取檔案沒有尾碼（如.mp4），可能會導致播放失敗；

4、AVPlayer播放狀態的處理，要做到完美的播放體驗，在這方面要下點功夫；

Next：

接下來將帶來AudioFileStream + AudioQueue 播放本地檔案、網路檔案、緩衝實現的講解。

iOS音頻篇：AVPlayer的緩衝實現