最近在作RTMP直播，相關內容能夠查看往期的文章。那麼功能完成好了以後，才發現最難的一個問題還在後面，那就是RTMP的延遲如何下降？緩存
在具體分析前，首先咱們先要理清思路，若是是一個RTMP推拉流的過程：微信
那麼針對這個流程，咱們能夠看出主要的延遲只會在這三個地方發生，那麼咱們來分析哪些地方可能形成延遲變大。網絡
推流端併發
對於一個推流端，首先涉及到的就是編碼，也就是對視頻流進行封裝。這裏涉及到一個重要的概念GOP，指的是視頻中兩個I幀的間隔。那麼咱們先了解一下視頻編碼中的I幀、B幀和P幀。
性能
I幀、B幀、P幀動畫
咱們知道視頻或者說是動畫利用的是人眼的視覺殘留的原理，經過一系列的圖片，達成動畫的效果。因此視頻傳輸本質上也是傳輸了一幀幀的畫面數據。ui
那麼若是咱們每一幀的畫面都是完整的畫面，大概須要多少數據呢？咱們假設咱們呢傳輸的是1080P的8bit圖組成的視頻，那麼每一幀就是1920x1080x8x3=49766400bit,也就是47.46MB，那麼若是視頻幀率是30Hz，那麼每秒也就是1423.82MB。也就是在這種狀況下，咱們每秒傳輸的數據就是1.39MB。這個數據量其實在不少狀況下是比較大的，試想若是觀看這樣的視頻10分鐘，那麼流量就是834MB。
編碼
爲了解決這個問題，目前視頻傳輸和保存都採用了視頻壓縮技術，好比H.264。在這種技術下，編碼器將圖片分紅三種，也就是I幀、B幀和P幀：spa
I幀：也就是關鍵幀（Intra-coded picture 內部編碼幀），指的是完整的畫面，在這個幀中，有着完整的畫面信息。.net
B幀：雙向內插幀（Bidirectional predicted picture 雙向參考幀），這個畫面是不完整的，若是想要依靠這個畫面獲得完整的畫面信息，那麼就須要參考前一幀和後一幀。這個是包含畫面信息最少的幀。
P幀：前向預測幀（Predicted picture 預測幀），這個畫面也是不完整的，若是想要依靠這個畫面獲得完整的畫面信息，須要參考前一幀。
而視頻編碼就是生產一個個GOP（Group of Picture），也就是包含一個關鍵幀I幀的一組圖片。而GOP長度就是兩個I幀的距離。那麼GOP對延遲有什麼影響呢？由於GOP的存在，致使播放端的視頻解碼器須要拿到關鍵幀才能解碼，若是一開始拿不到關鍵幀，那麼解碼器只能等待，這時就會出現黑屏，一直等到關鍵幀的到來。而這個最長時間是多少呢？就是一個GOP的長度。
因此爲了防止黑屏的出現，不少時候服務端都會緩存前一個GOP，這就致使客戶端始終從前一個I幀播放，那麼延遲至少是一個GOP的長度。這時不少朋友確定會想那麼咱們就減小GOP的長度不就能夠了麼？這個想法的確是對的，不少實時性要求很高的地方就是這麼作的，之因此不是全部場景都這麼作，是由於GOP過低會致使編碼率壓縮率變低，圖像質量也沒有那麼好。
緩存
由於RTMP是基於TCP的，因此存在累積延遲的問題，也就是在網絡條件很差的時候 ，爲了保證傳輸的可靠性，會將失敗的包保存起來，等待網絡條件好的時候一併發出。可是對於直播來講，這樣無疑增長了延遲，若是網絡波動較大，那麼緩存反而是有害的，因此通常來講都會將推流端的緩存設置到儘量的小。
RTMP服務端
對於服務端來講，須要考慮的首先和上面同樣，也就是緩存，若是是低延時要求，那麼首先服務端的緩存也不能設計過大。那麼除了緩存服務端還須要考慮上面呢？
Merged-Read
RTMP的讀效率很是低，首先要先讀一個字節，判斷是哪一個chunk，而後讀取header，再讀取payload。因此通常爲了提升性能，服務端會採用merged-read,也就是一次讀取幾毫秒的數據，進行一次讀取。這樣的壞處就是服務端至少要接受到這麼多數據才能進行讀取，而這個就是延遲的大小。因此若是是低延時的場景，那麼就須要關閉這個功能，讓服務端每次收到一個包就解析。
Merged-Write
一樣，服務端爲了提供效率，也會進行merged-write,也就是一次發送幾毫秒的數據到客戶端，這個一樣也會致使延遲。好處是能夠支持的客戶端會變多。因此在低延遲的場景中咱們須要根據要求進行權衡，將這個設置到較小的值。
GOP
結果推流端的內容，服務端應當關閉GOP緩存，不緩存前一個GOP。
累積延遲
一樣，由於拉流端可能採用RTMP或者HTTP-FLV，也都是基於TCP的，因此會存在累積延遲，處理這個問題的解決方法就是減小緩存區的大小，若是發現太多的緩存就丟棄。
拉流端
拉流端要考慮的其實就是一個，那就是緩存的設置以及緩存的策略。這裏由於不是專業的，只能說一下思路，就是獲取緩存的長度和當前播放的位置，而後二者的差就是具體的延遲。因此須要設置個閾值，當大於這個值時，就進行動態的快進。這樣就能夠達到無感知的延遲縮小。
總結
經過上面分析，咱們能夠看出，RTMP中的延遲是沒法避免的問題，咱們能作的就是儘可能根據需求來權衡延遲和性能。而這裏面最重要的就是緩存，緩存的好處就是穩定，可是它的壞處也很明顯，那就是帶來延遲的增長。
本文分享自微信公衆號 - 雨夜隨筆（yuye_suibi）。
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