最简单的视频网站（JavaEE+FFmpeg）

本文记录一个最简单的视频网站系统。此前做过一些基于JavaEE中的 SSH (Strut2 + Spring + Hibernate)的网站系统，但是一直没有做过一个视频网站系统，所以就打算做一个“精简”的视频网站系统，以方便以后测试以及学习使用。本视频网站支持直播（通过RTMP实现）和点播（通过HTTP实现）。为了保持精简，这个视频网站系统仅制作了网络视频的管理功能（增删改查），以及相关的参数配置功能。由于自己在JavaEE方面没有深入学习过，所以这个系统有部分功能还没搞完，以后有时间再慢慢完善。

简介

架构

系统前台显示采用了Div + CSS+ Javascript技术。其中前台显示用了一些Javascript插件，例如说生成旋转灯笼式效果的CloudCarousel，生成导航菜单的 ddsmoothmenu，用于表单验证的jQuery Validation Engine等等。其中视频播放器用了FlowPlayer（包含了RTMP插件）来支持HTTP的点播和RTMP的直播。按理说视频文件上传的时候可以使用Ajax实现，但是考虑工作比较繁琐，所以暂时还是使用直接文件上传的方式。

系统的后台使用了JavaEE系统中最传统的三层架构：Action层，Service层以及DAO层。其中Action层使用了Struts2框架，用于处理前台页面传来的请求；DAO层使用了Hibernate框架，用于和数据库的交互。Spring框架则用于将Action层，Service层以及 DAO层整合起来。系统的前后台交互主要使用了JSTL标签和EL表达式。此外考虑到国际化方面的要求，采用了Struts2的i18n方式，将所有页面上的文字都抽取坐来保存到单独的文件中，这样就可以实现多种语言的显示。

系统开始运行后，会开启两个线程VideoThumbnailThread和VideoTranscoderThread。 VideoThumbnailThread用于截取视频的缩略图，VideoTranscoderThread则用于转码上传的视频。这两个线程都是通过调用ffmpeg.exe完成相应的功能。

此外，系统中还包含了查看媒体信息的功能。该功能通过调用MediaInfo.dll完成，不再详述。

整个系统的框架如下图所示，后文中再详细记录每部分的功能。

效果

主页（index.jsp）：进入系统的第一个页面。
视频列表（videolist.jsp）：列表显示视频资源的页面。按照视频源的类型的不同可以分为点播（VOD）视频列表和直播（Live）视频列表。
视频编辑（videoedit.jsp）：编辑视频资源的页面。按照视频源的类型的不同可以分为点播（VOD）编辑和直播（Live）编辑。按照操作的不同可以分为添加（Add）和编辑（Edit）。
视频内容（videocontent.jsp）：查看视频的内容的页面。按照视频源的类型的不同可以分为点播（VOD）视频内容和直播（Live）视频内容。
设置（configure.jsp）：设置页面。用于配制系统的参数。
关于（about.jsp）：显示系统相关的一些信息的页面。

首页

网站首页的如下图所示。Logo位于左上角，菜单栏位于右上角。为了美观一些，页面上方做了一个灯箱效果的特效，随机显示一些视频的缩略图。页面下方则分别列出“点播列表”和“直播列表”中最近添加的几个视频。

点播列表

直播列表

视频内容页面

点播视频内容页面如下所示。

直播视频内容页面如下所示。尽管表面上看点播和直播页面完全相似，但是实际上点播和直播的机制是不一样的。点播依靠的是HTTP渐进式下载，而直播依靠的是FlowPlayer的RTMP组件。

视频添加页面

直播视频添加页面如下所示。从图中可以看出直播和点播的添加页面很类似。它们的不同在于：点播是上传一个视频文件，而直播是指定一个URL（目前该URL只支持RTMP）。和点播类似，“名称”和“URL”两个输入框为必填项，否则无法提交该页面的表单。

视频编辑页面

点播视频编辑页面如下所示。该页面用于编辑已经完成上传的点播视频的信息。

直播视频编辑页面如下所示。该页面用于编辑直播视频的信息。

配置

• 视频编码器：转码使用的视频编码器，默认值为“libx264”。
• 视频码率 (bps) ：视频编码的码率（单位为bps），默认值为500000（500kbps）。
• 视频帧率 (fps) ：视频编码的帧率（单位为fps），默认值为25。
• 音频编码器：转码时候使用的音频编码器，默认值为“libmp3lame”。
• 音频采样率 (Hz) ：音频编码的采样率（单位为Hz），默认值为22050（22.05kHz）。
• 音频码率 (bps) ：音频编码的码率（单位为bps），默认值为64000（64kbps）。
• 视频宽 (pixel) ：转码后视频的宽（单位为pixel），默认值为640。
• 视频高 (pixel) ：转码后视频的高（单位为pixel），默认值为360。
• 使用水印：选择转码后的视频是否加水印。如果该选项选择“是”，则会在转码后的视频中添加水印。
• 水印文件路径：水印文件的路径，此处为文件相对于网站根目录的路径，默认为“watermark/svw.png”。
• 水印位置-x坐标 (pixel) ：水印在视频中的位置——x坐标（单位为pixel），默认值为5。
• 水印坐标-y坐标 (pixel) ：水印在视频中的位置——y坐标（单位为pixel），默认值为5。
• 保持宽高比并且填充黑边：选择转码后是否保持宽高比。如果该选项选择“是”，则转码后的视频会保持宽高比，并且当输入和输出视频宽高比不一样的时候，会在输出视频中添加黑边。如果该选项选择“否”，则转码后的视频会拉伸成输出分辨率。
• 输出视频封装格式：输出视频的封装格式，默认为“flv”。
• 视频截图位置 (sec) ：获取视频缩略图的位置（单位为sec），默认为5sec。该默认值的含义是获取视频第5秒处的视频帧作为视频的缩略图。
• 上传视频存放文件夹：用于存放上传的视频文件，默认值为“videoori”。
• 转码视频存放文件夹：用于存放转码的视频文件，默认值为“video”。
• 视频截图存放文件夹：用于存放视频的截图，默认值为“videothumbnail”。

MediaInfo信息

转码前文件信息如下图所示，从图中可以看出转码前的文件格式是MPEG-PS，视频编码为MPEG-1，音频编码为MP2。

转码后文件信息如下图所示，从图中可以看出转码前的文件是FLV格式的，视频编码为H.264，音频编码MP3。

多国语言

英文版的视频点播列表如下图所示。

英文版的视频内容页面如下图所示。

英文版的配置界面如下图所示。

网站部分

下面简单记录一下网站部分的关键源代码。分成三个部分：数据库、前台和后台。

数据库

系统包含了4张表：video，videostate，category，configure。下面简单记录每个表的含义。

Video表

Video表用于存储视频记录。每一个视频对应Video表中的一条记录。该表中的字段如下表所示。

备注

*其中点播视频的URL为视频文件的相对路径。

下面例举Video表中的几项和URL有关数据（受限于篇幅，省略其它字段）。

Videostate表

Videostate表用于存储视频的状态。该表中字段如下表所示。

目前按照执行的顺序定义了4种状态：等待上传，等待截图，等待转码，完成。其中“CSS样式”用于辅助显示视频的状态。该表的内容如下

Category表

Category表用于存储视频的分类。该表可以用于确定视频的分类，目前还没有做太多开发。

Configure表

Configure表用于存储系统配置信息。该表中字段如下表所示。

该表的内容如下。

前台

index.jsp：首页。
videolist.jsp：视频列表——直播视频列表，点播视频列表。
videoedit.jsp：视频编辑——直播视频添加，直播视频编辑，点播视频添加，点播视频编辑。
videocontent.jsp：视频内容——直播视频内容，点播视频内容。
configure.jsp：配置页面。
about.jsp：关于页面。

cfooter.jsp：页脚。
cheader.jsp：标题栏。
csidebar_recent.jsp：侧边栏（最近添加）。
error.jsp：错误页面。

FlowPlayer播放器

<script type="text/javascript" src="videoplayer/flowplayer-3.2.8.min.js"></script>

（2）添加一个<a>标记

<a href="http://www.mywebsite.com/myVideo.flv"  
       style="display:block;width:425px;height:300px;"  
       id="player">  
    </a>

（3）添加一段Javascript代码，其中要包含FlowPlayer的Swf文件

<script language="JavaScript"> 
  flowplayer("player", "path/to/the/flowplayer-3.2.18.swf");  
</script>

FlowPlayer通过HTTP播放点播视频文件的源代码如下所示。${video.url}中保存了视频的相对URL。

<a id="player" href="${pageContext.request.scheme}://${pageContext.request.serverName}:${pageContext.request.serverPort}${pageContext.request.contextPath}/${video.url}"> 
</a> 
<script> 
   flowplayer("player", "videoplayer/flowplayer-3.2.8.swf");  
</script>

FlowPlayer 通过RTMP播放直播视频文件的示例代码如下所示。${video.url}中保存了视频的URL。播放RTMP的时候用到了FlowPlayer的 RTMP Plugin。需要注意的是，RTMP的URL需要拆分开来分别填到不同的位置。在这里通过split(‘/’)函数按照“/”将字符串分离为字符串数组。然后将“protocol://server/app”填至plugins的netConnectionUrl字段，playpath填至clip的 url字段。

<a id="player"> 
</a> 
<!-- Parse RTMP URL --> 
<script> 
str=‘${video.url}‘;  
arr=str.split(‘/‘);  
      //rtmp://server/app/playpath  
protocol=arr[0];  
server=arr[2];  
app=arr[3];  
playpath=arr[4];  
lowplayer("player", "videoplayer/flowplayer-3.2.8.swf",{   
        clip: {   
          //scaling:‘orig‘,  
          url: playpath,  
          provider: ‘rtmp‘,  
          live:‘true‘  
        },    
        plugins: {    
           rtmp: {    
             url: ‘videoplayer/flowplayer.rtmp-3.2.8.swf‘,    
             netConnectionUrl: protocol+‘//‘+server+‘/‘+ app  
           }   
       }   
    });  

script>

后台

后台部分采用了JavaEE的SSH (Struts2 + Spring + Hibernate)的三层架构，其中的代码不再详细记录。三层分别为Action层、Service层和DAO层。其中Action层采用了 Struts2框架，DAO层采用了Hibernate框架，而Spring则整合了这三个层面。

BaseService/BaseDAO

SSH 三层架构虽然在解耦合方面做得很好，但是却导致开发起来非常繁琐，严重降低了开发的速度。为了方便起见，本系统中在Service层编写了 BaseService用于完成通用的Service操作；在DAO层也编写了BaseDAO用于完成通用的DAO操作。这样除非有特殊需求，一般情况下只要调用BaseService中的方法就可以完成各种基本的操作。BaseService包含的接口如下所示。

/** 
* 最简单的视频网站 
* Simplest Video Website 
* 
* 雷霄骅 Lei Xiaohua 
* 
* [email protected] 
* 中国传媒大学/数字电视技术 
* Communication University of China / Digital TV Technology 
* http://blog.csdn.net/leixiaohua1020 
* 
* 本程序是一个最简单的视频网站视频。它支持 
* 1.直播 
* 2.点播 
* This software is the simplest video website. 
* It support: 
* 1. live broadcast 
* 2. VOD 
*/ 
package service;  

import java.util.List;  

/** 
* @author 雷霄骅 
* 对Object的Service 
* 包含了一些通用的方法 
*/ 
public interface BaseService {  
/** 
          * 保存一个对象 
          * @param object 一个对象 
          */ 
public void save(Object object);  
/** 
           * 更新一个对象 
           * @param object 一个对象 
           */ 
public void update(Object object);  
/** 
           * 删除一个对象 
           * @param object 一个对象 
           */ 
public void delete(Object object);  
/** 
           * 根据ID读取一个指定名称的对象 
           * @param targetName 对象的名称 
           * @param id 对象的ID 
           * @return 一个对象 
           */ 
public Object ReadByID(String targetName,int id);  

@SuppressWarnings("rawtypes")  
/** 
           * 获取指定类型的所有对象 
           * @param targetName 对象类型名称 
           * @return 对象的列表 
           */ 
public List ReadAll(String targetName);  

@SuppressWarnings("rawtypes")  
/** 
           * 根据“属性-值”获取多个指定类型的对象 
           * @param targetName 对象类型名称 
           * @param propertyName 对象中属性的名称 
           * @param propertyValue 对象中属性的值 
           * @return 对象的列表 
           */ 
public List ReadByProperty(String targetName,String propertyName,Object propertyValue);  

/** 
           * 根据“属性-值”获取一个指定类型的对象 
           * @param targetName 对象类型名称 
           * @param propertyName 对象中属性的名称 
           * @param propertyValue 对象中属性的值 
           * @return 一个对象 
           */ 
public Object ReadSingle(String targetName,String propertyName,Object propertyValue);  

/** 
           * 获取多个指定类型的对象，可以限定获取对象数目的多少，并且根据特定的属性进行排序。 
           * @param targetName 对象类型名称 
           * @param propertyName 对象中属性的名称，用于排序 
           * @param num 结果对象列表的最大数目 
           * @param order 排序方式，可以选择“asc”或者“desc” 
           * @return 对象的列表 
           */ 
public List ReadLimitedByOrder(String targetName,String propertyName,int num,String order);  

/** 
           * 获取指定类型的对象的数量。 
           * @param targetName 对象类型名称 
           * @return 数量 
           */ 
public int ReadCount(String targetName);  
/** 
           * 根据“属性-值”为条件，获取指定类型的对象的数量。 
           * @param targetName 对象类型名称 
           * @param propertyName 对象中属性的名称 
           * @param propertyValue 对象中属性的值 
           * @return 数量 
           */ 
public int ReadCountByProperty(final String targetName,String propertyName, Object value);  
/** 
          * 两个功能： 
          * 1.根据“属性-值”获取多个指定类型的对象 
          * 2.限定获取对象数目的多少，并且根据特定的属性进行排序。 
          * @param targetName 对象类型名称 
          * @param readpropertyName 对象中属性的名称，用于获取对象 
          * @param readvalue 对象中属性的值 
          * @param orderpropertyName 对象中属性的名称，用于排序 
          * @param num 结果对象列表的最大数目 
          * @param order 排序方式，可以选择“asc”或者“desc” 
          * @return 
          */ 
public List ReadByPropertyAndLimitedByOrder(final String targetName, final String readpropertyName,  
final Object readvalue,final String orderpropertyName, final int num, final String order);  

}

FFmpeg部分

截取缩略图线程和转码线程

系统在启动后会开启两个线程：VideoThumbnailThread和VideoTranscoderThread。其中 VideoThumbnailThread线程会不停的检测需要截取缩略图的视频，调用相应的FFmpeg命令截取缩略图；VideoTranscoderThread线程会不停的监测需要转码的视频，调用相应的FFmpeg命令转码视频。何以确定视频是否需要截取缩略图以及是否需要转码？这是通过video表中的videostateid字段来标识的。视频开始上传后，该视频记录会被标记为“等待上传”（第1步）；上传完毕后，该视频记录会被标记为“等待截图”（第2步）；截图完毕后，该视频记录会被标记为“等待转码”（第3步）；转码完毕后，该视频记录会被标记为“完成”（第4步）。VideoThumbnailThread会不停地检查系统中“等待截图”的视频，截图完成后将视频标记为“等待转码”；VideoTranscoderThread会不停地检查系统中“等待转码”的视频，转码完成后将视频标记为“完成”。

FFmpeg和Java的整合

FFmpeg和Java整合的过程中有以下几个需要注意的地方：

（1）路径的处理

FFmpeg处理视频的时候需要用到绝对路径，所以涉及到绝对路径获取的问题。使用ServletContext的getRealPath("/")方法可以获得当前Web应用根目录的绝对路径。例如在自己的电脑上下述代码可以获得Web应用的据对路径：

ServletContext servletContext;  
System.out.println(servletContext.getRealPath("/"));

执行完后输出为：

D:\MyEclipseWorkspace\.metadata\.me_tcat\webapps\simplest_video_website\

相对路径中的URL中路径的分隔采用“/”（正斜杠，Unix系统使用），而上述代码中路径的分隔采用“\”（反斜杠，Windows系统使用）。如果把相对文件路径和绝对目录路径拼接起来传递给FFmpeg的话，FFmpeg是可以识别的，但是这样一来路径中一会“/”一会“\”会给人一种很别扭的感觉，因此可以使用String的replace()方法将“\”统一替换为“/”，这样就整齐多了。例如下面代码：

ServletContext servletContext;  
System.out.println(servletContext.getRealPath("/").replace(‘\\‘, ‘/‘));

执行完后输出为：

D:/MyEclipseWorkspace/.metadata/.me_tcat/webapps/simplest_video_website/

（2）FFmpeg命令行的调用

FFmpeg命令行的的调用可以分成两个步骤：

（a）生成符合设置的命令

这一步骤实际上就是一个简单的字符串拼接的过程。根据配置的参数拼接成相应的转码命令。需要注意的是，在输入和输出的文件路径两边要加上双引号。否则当文件路径中包含空格的时候，会导致路径解析错误。

（b）调用命令行

调用命令行使用Runtime.getRuntime().exec(cmdstr)方法就可以了。其中cmdstr常见的格式有两种：

cmd /c {FFmpeg Command}  
cmd /c start {FFmpeg Command}

第一种格式是在本窗口中直接执行命令，第二种格式是新打开一个窗口执行命令。第一种方法我在JavaEE环境中测试有问题，而且不弹出窗口不便于调试，所以使用第二种执行方法。

（c）等待调用的命令行执行完毕

Runtime.getRuntime().exec()在调用命令后就直接返回当前线程了。这不符合实际的需求。实际中需要系统完成FFmpeg转码工作后，才能做下一步操作。可以用Process的waitFor()方法阻塞当先线程直至调用程序运行结束。

截取缩略图命令

ffmpeg -y -i "ourtime.flv" -ss 5 -s 220x110 -f image2 -vframes 1 "thumbnail.jpg"

参数含义如下：

-y：输出文件重名的时候，自动覆盖。
-i：输入文件路径（可以是相对路径或者绝对路径）。
-ss：截取缩略图的时间点，这里是5s处。
-s：输出缩略图的分辨率，这里是220x110。
-f：输出文件格式，这里的image2代表文件格式为图片。
-vframes：输出视频帧的个数，这里是1。
最后一个参数为输出的缩略图文件路径。

转码命令

ffmpeg -y -i "ourtime.flv" -vcodec libx264 -b:v 500000 -r 25 -acodec libmp3lame -b:a 64000 -ar 22050 -vf scale=w=640:h=360:force_original_aspect_ratio=decrease,pad=w=640:h=360:x=(ow-iw)/2:y=(oh-ih)/2[aa];movie=svw.png[bb];[aa][bb]overlay=x=5:y=5 "ourtime_convert.flv"

参数含义如下：

-y：输出文件重名的时候，自动覆盖。
-i：输入文件路径（可以是相对路径或者绝对路径）。
-vcodec：视频编码器，这里是libx264。
-b:v：视频码率，这里是500000bps。
-r：视频帧率，这里是25fps。
-acodec：音频编码器，这里是libmp3lame。
-b:a：音频码率，这里是64000bps。
-ar：音频采样率，这里是22050Hz。
-vf：滤镜，用于图像拉伸以及水印叠加。
最后一个参数为输出的视频文件路径。

Filter（滤镜）配置

几句话介绍一下Filter的配置：

• Filter配置参数使用在FFmpeg的-vf参数之后
• Filter 之间可以使用“,”连接，连接之后前一个Filter的输出作为后一个Filter的输入。几个Filter构成一个FilterChain（滤镜链），每个FilterChain以“;”结尾。几个Filter Chain可以构成一个FilterGraph（滤镜图）。可以在Filter的Pad上添加“标签”用于连接其它Filter，Filter标签的形式为“[xx]”（其中“xx”可以随意写一些字符，只要可以起到标记作用就可以了）。
• Filter的可以使用多个参数，参数之间使用“:”分割。

下面分别记录几个滤镜的使用方法。

【scale滤镜】

scale滤镜使用libswscale对图像进行拉伸。它的参数含义如下：

w：输出图像的宽。
h：输出图像的高。

force_original_aspect_ratio：保持视频宽高比的方法，可以使用如下值：（1）disable——不保持宽高比；（2）decrease——需要的时候降低宽或者高；（3）increase——需要的时候提高宽或者高。

scale=w=640:h=360:force_original_aspect_ratio=decrease

输出的视频分辨率为640x266。
【pad滤镜】
pad滤镜用于给拉伸后的图像加“黑边”。经过scale滤镜处理之后，视频的宽一定小于等于640，而视频的高一定小于等于360，此时需要使用pad滤镜填充视频的两边（上下或者是左右），保证输出的视频的分辨率为640x360。
Pad滤镜有四个基本的参数：

w：填充后视频的宽度
h：填充后视频的高度
x：输入视频的左上角在填充后视频中的x坐标
y：输入视频的左上角在填充后视频中的y坐标

pad=w=640:h=480:x=0:y=40

上述滤镜将视频填充为640x480，同时将输入视频的左上角放在（0，40）的位置上。
在给视频加黑边的过程中，需要把输入的视频放在填充后视频的中央，而pad滤镜中输入视频的位置是以左上角来确定的，因此确定输入视频的左上角的坐标是一个比较麻烦的事。对此，pad滤镜提供了以下几个变量。

iw：输入视频的宽
ih：输入视频的高
ow：输出视频的宽
oh：输出视频的高

x：水印左上角的x坐标
y：水印左上角的y坐标

项目主页

Simplest Video Website

开源中国：http://git.oschina.net/leixiaohua1020/simplest_video_website

安装步骤
1.安装JavaEE环境：
(1)下载安装JDK
(2)下载安装Tomcat
(3)下载安装MySQL
2.FFmpeg
(1)下载并且解压缩FFmpeg可执行程序
(2)把FFmpeg的bin目录(其中包含ffmpeg.exe)添加至系统的"path"环境变量(重要，这样才可以在系统任意目录中使用ffmpeg命令)
3.复制程序
(1)修改Webroot\WEB-INF\classes\hibernate.cfg.xml中数据库的用户名和密码
(2)拷贝WebRoot目录至Tomcat的webapps目录，重新取个名字(例如"svw")
(3)在MySQL中创建数据库"svw"，在其中执行svw.sql，创建数据库中的表，并且添加测试数据
4.启动Tomcat
5.使用浏览器访问http://localhost:8080/svw