基于內(nèi)存緩沖區(qū)的流媒體數(shù)據(jù)緩存

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1、基于內(nèi)存緩沖區(qū)的流媒體數(shù)據(jù)緩存姓名：常雙舉學(xué)號：7120310418班級：12400092014年7月18日基于內(nèi)存緩沖區(qū)的流媒體數(shù)據(jù)緩存常雙舉720310418124009摘要：在有了一個對流媒體數(shù)據(jù)的深刻理解的情況下，剖析緩沖區(qū)建立的多種困難和情況，并給出解決問題的想法和算法，使構(gòu)建出的緩沖區(qū)可以接收流媒體數(shù)據(jù)。一、題目描述流媒體是指以流的方式在網(wǎng)絡(luò)中傳輸音頻、視頻和多媒體文件的形式，流式傳輸方式是將視頻和音頻等多媒體文件經(jīng)過特殊的壓縮方式分成一個個的壓縮包，由服務(wù)器向用戶計算機(jī)連續(xù)、實(shí)時傳送；在采用流式傳輸方

2、式的系統(tǒng)中，用戶不必像非流式播放那樣等到整個文件下載完畢后才能看到當(dāng)中的內(nèi)容，而是只需要經(jīng)過幾秒鐘或幾十秒的啟動延時即可在用戶計算機(jī)上利用相應(yīng)的播放器對壓縮的視頻或音頻等流式媒體文件進(jìn)行播放，剩余的部分將繼續(xù)進(jìn)行下載，直至播放完畢；從這里看出流媒體數(shù)據(jù)是一邊下載一邊輸出的；而且這個過程的一系列相關(guān)的包稱為“流”，而流式傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)需要緩存，因?yàn)镮nternet以包傳輸為基礎(chǔ)進(jìn)行斷續(xù)的異步傳輸；這里就可以知道整個實(shí)驗(yàn)的大致流程為服務(wù)器以數(shù)據(jù)包的形式像用戶傳送數(shù)據(jù)，即用戶接收到的一個個的數(shù)據(jù)包，而又因?yàn)榱魇絺鬏數(shù)男枰?，?/p>

3、戶需要建立緩存區(qū)，即題目中的內(nèi)存緩沖區(qū)，用戶的緩沖區(qū)接收到服務(wù)器發(fā)送的數(shù)據(jù)包，將其寫入緩沖區(qū)處理好，整理出正確的數(shù)據(jù)輸出給用戶；整個過程是實(shí)時的，即緩沖區(qū)是一邊接收數(shù)據(jù)包，一邊輸出給用戶的。二、問題分析清楚了整個實(shí)驗(yàn)的流程，有幾個問題是必須要清楚的；一是服務(wù)器發(fā)送給緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)包的順序問題，是服務(wù)器順序切割文件產(chǎn)生的順序數(shù)據(jù)包還是多線程下載產(chǎn)生的亂序的數(shù)據(jù)包？二是服務(wù)器在傳送數(shù)據(jù)包的情況下，有沒有可能因?yàn)橐恍┮蛩貙?dǎo)致某些數(shù)據(jù)包發(fā)送失敗，從而產(chǎn)生數(shù)據(jù)包丟失的問題？三是假如服務(wù)器接收的是多用戶請求，那么傳送的數(shù)據(jù)包對于

4、用戶來說是否是重復(fù)的呢？同時，由于用戶可以同時下載多個文件，多個節(jié)目，假如某一用戶向服務(wù)器發(fā)送多節(jié)目下載請求，緩沖區(qū)接收的數(shù)據(jù)包豈不是具有不同節(jié)目ID的數(shù)據(jù)包？除去以上的數(shù)據(jù)包的屬性問題，還有緩沖區(qū)大小問題和用戶需求問題；緩沖區(qū)大小問題是指緩沖區(qū)作為一個數(shù)據(jù)的中轉(zhuǎn)站，不可能具有特別大的一塊內(nèi)存供其使用，這不符合緩沖區(qū)的緩沖性質(zhì)，因此需要對緩沖區(qū)設(shè)定大小限制，例如，要求緩沖區(qū)占用必須在512K以內(nèi)；用戶需求問題是指用戶在使用數(shù)據(jù)時，要求從緩沖區(qū)中拿到的數(shù)據(jù)可以顯示出一幀的畫面或者一段語音，否則對于用戶來說，這段數(shù)據(jù)是

5、不能夠使用的，因此需要設(shè)定一個輸出要求，即對緩沖區(qū)可輸出數(shù)據(jù)量的最低輸出要求，例如設(shè)定緩沖區(qū)中可用數(shù)據(jù)大于1k時，緩沖區(qū)方可輸出數(shù)據(jù)。針對以上這些問題，我們需要有一個大概解決這些問題的思路；首先針對數(shù)據(jù)包的屬性問題，可以設(shè)計一個基本的緩沖區(qū)，緩沖區(qū)可以接收順序單線程、無丟失、無重復(fù)和單節(jié)目ID的數(shù)據(jù)包，然后再根據(jù)接收到數(shù)據(jù)包的屬性復(fù)雜性，依次為緩沖區(qū)添加功能，從而達(dá)到處理數(shù)據(jù)包的目的，但是在沿著這個思路思考的時候，發(fā)現(xiàn)有幾個問題是不能解決的，首先多用戶下載的重復(fù)包問題是不能進(jìn)入緩沖區(qū)的，還有多節(jié)目ID的數(shù)據(jù)包是不可

6、能依靠一個緩沖區(qū)來處理的，另外緩沖區(qū)的內(nèi)存限制和用戶需求都需要輔助函數(shù)來解決，所以，解決以上所有問題一個簡單的緩沖區(qū)類是不夠的，我們需要設(shè)計一個功能更加復(fù)雜的節(jié)目類！一、解決方案依據(jù)以上對問題的發(fā)現(xiàn)和探討，我們大體的思路基本確定了，即設(shè)計一個功能完全的封裝的節(jié)目類來接收服務(wù)器發(fā)送的多屬性數(shù)據(jù)包，并輸出數(shù)據(jù)供用戶使用，輸出的數(shù)據(jù)存放在目的文件中，以表示用戶使用過的數(shù)據(jù)；1、緩沖區(qū)設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)體b，結(jié)構(gòu)體中包含offset-偏移量、judge-判斷是否該存儲體為輸出源和arra-vector動態(tài)數(shù)組模板類以及用來

7、指向下一個結(jié)構(gòu)體的next結(jié)構(gòu)體指針；緩沖區(qū)說明：動態(tài)鏈表的連續(xù)動態(tài)存儲體，即可以申請指針相連的存儲結(jié)構(gòu)體，存儲結(jié)構(gòu)體中有vector數(shù)組動態(tài)存儲；框圖表示：intoffset;intjudge;vectorarra;數(shù)據(jù)區(qū)intoffset;intjudge;vectorarra;數(shù)據(jù)區(qū)intoffset;intjudge;vectorarra;數(shù)據(jù)區(qū)nextnext2、亂序數(shù)據(jù)包處理算法描述：亂序到來的數(shù)據(jù)包可以分為以下幾種情況；1、數(shù)據(jù)包寫在某個存儲體的末尾，要求存儲體末尾

8、元素與數(shù)據(jù)包首元素相接，判斷條件offset+arra.length=indataoffset；在寫完后，要查驗(yàn)在接收這個數(shù)據(jù)包后，是否下個存儲體可以連接在當(dāng)前存儲體的末尾，判斷條件offset+arra.length=next->offset；連接后，要注意調(diào)整指針，循環(huán)查驗(yàn)直到條件不滿足；2、數(shù)據(jù)包寫在某個存儲體的開始，要求數(shù)據(jù)包的末尾元素與存儲體首元素