FFMpeg AVBufferPool 的理解与掌握

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我是靠谱客的博主复杂鸵鸟，最近开发中收集的这篇文章主要介绍FFMpeg AVBufferPool 的理解与掌握，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

深刻理解含义需要调试代码,
但观赏记录可以事半功倍!

pool的总体思路是：
如果pool中没有BufferPoolEntry，则新建
内存释放时，实际数据返回到pool中，由pool将BufferPoolEntry链接起来。
如果再取数据，如果pool中有entry，则使用pool中entry.

调用av_buffer_pool_init函数

分配一个AVBufferPool 实例,返回该实例指针，
其中pool的refcount为1,size 为传入值,以后按此大小分配，alloc 函数默认为av_buffer_alloc 或者传入的内存分配函数

调用av_buffer_pool_get函数
   此时pool->pool为空, 送给buf, pool->pool 是BufferPoolEntry 指针.
    !buf 成立，调用pool_alloc_buffer(pool)
    此函数中调用av_buffer_alloc(pool->size)分配内存,返回AVBufferRef 指针 ret. 也是该函数的返回值
    然后再分配一个BufferPoolEntry实例，此实例的data指向新申请的内存空间，pool保存传来的AVBufferPool。
    该实例指针赋值给AVBuffeRef的ret->buffer->opaque。
    ret->buffer->free   = pool_release_buffer;此句是关键，AVBuffer free时调用该函数
   然后把pool->refcount 增1变成了2.

调用av_buffer_unref函数
   此时传递的参数是AVBufferRef 指针, 其buffer->free 是pool_release_buffer
    将AVBuffer及AVBufferRef结构体对应的内存空间都释放掉，
   在释放数据时，实际调用pool_release_buffer函数。传入b->opaque,b->data, b是AVBuffer指针
   b->opaque(不透明的,模糊的) 是前面传入的BufferPoolEntry 指针, 由此可以拿到pool, 将该opaque加入到pool链表顶部,供后续使用
   pool 的refcount -1, 当减为0时,整个pool 要free. buffer_pool_free(pool).


再调用av_buffer_pool_get函数
   此时pool->pool 不为空, 是前面分配的BufferPoolEntry实例,付给buf,此时不为空值.
   然后调用av_buffer_create(buf->data,pool->size,pool_rease_buffer,buf,0)
   它创建AVBuffer实例和 AVBufferRef 实例, 然后 ref.
   buf->data 就是AVBuffer 的buffer->data, pool->size 就是buffer->size pool_rease_buffer 就是buffer->free
   buf 就是buffer->opaque, 0是buffer->flags
   这样就用到了前面释放过的buf->data.
   然后把buf->next 付给 pool->pool,调整pool 链表, buf->next 付给0
   把pool->refcount 增1

其它函数说明: 直接上函数加注释.

void av_buffer_pool_uninit(AVBufferPool **ppool) //uninit 就是调用flush(), 如果pool的refcount=1,就调用free
{
    AVBufferPool *pool   = *ppool;
    buffer_pool_flush(pool);
    if (atomic_fetch_sub_explicit(&pool->refcount, 1, memory_order_acq_rel) == 1)
        buffer_pool_free(pool);
}

static void buffer_pool_free(AVBufferPool *pool) // 先调用flush, 再销毁mutex, 有free调用free,释放自己结构
{
    buffer_pool_flush(pool);
    ff_mutex_destroy(&pool->mutex);
    if (pool->pool_free)
        pool->pool_free(pool->opaque);
    av_freep(&pool);
}

static void buffer_pool_flush(AVBufferPool *pool) // 如果pool的entry 为真,则释放该entry,同时查看下一条entry
{
    while (pool->pool) {
        BufferPoolEntry *buf = pool->pool;
        pool->pool = buf->next;

        buf->free(buf->opaque, buf->data);
        av_freep(&buf);
    }
}

知识点：
0. 理解的基础还是要先理解AVBuffer 的概念.后面就好办了.
1、AVBuffer的释放器默认为av_buffer_default_free，用在pool时，此值为pool_release_buffer。
2、在AVBuffer结构体定义一个opaque（模糊不确定）变量，然后将BufferPoolEntry指针存放在此opaque中，
在调用AVBuffer的free函数时, 将此opaque作为参数传递。达到内存回收到pool

付测试代码:

#include <QCoreApplication>
#include <iostream>
#include <iomanip>
extern "C"
{
#include <libavcodec/avcodec.h>
#include <libavformat/avformat.h>
#include <libswscale/swscale.h>
#include <libswresample/swresample.h>
#include <libavutil/replaygain.h>
#include <libavutil/pixdesc.h>
}
using namespace std;


/*
1. av_buffer_pool_init
    初始化 内存池

2 av_buffer_pool_get
   从内存池中获取buffer

3.av_buffer_pool_uninit
    释放内存池

4.pool_release_buffer
   回收buffer
 */

const int testAVBufferPoolLoopCount = 3;        // 通过修改循环次数来测试是否有内存的泄漏
void testAVBufferPool()
{
    std::cout << "nn--------------- Test testAVBufferPool  into -------------" <<  std::endl;
    AVBufferPool *avBufferPool;
    AVBufferRef *avBufferRefT;
    AVBufferRef *avBufferRef0;
    AVBufferRef *avBufferRef1;
    AVBufferRef *avBufferRef2;

    for(int i = 0; i < testAVBufferPoolLoopCount; i++)
    {
        avBufferPool = av_buffer_pool_init(1*1024*1024, nullptr);
        avBufferRef0 = av_buffer_pool_get(avBufferPool);
        std::cout <<"avBufferRef0-hex:" << hex << avBufferRef0 <<std::endl;
        std::cout << "avBufferRef0 size = " <<dec << avBufferRef0->size << std::endl;

        //memcpy(avBufferRefT, avBufferRef0, sizeof(*avBufferRefT));
        avBufferRefT = avBufferRef0;
        av_buffer_unref(&avBufferRef0);                    // 释放 avBufferRef0


        std::cout << "avBufferRefT size = " <<dec << avBufferRefT->size << std::endl;
        avBufferRef1 = av_buffer_pool_get(avBufferPool);
        avBufferRef2 = av_buffer_pool_get(avBufferPool);

        std::cout <<"AVBufferPool" << std::endl;
        std::cout <<"avBufferRef0-hex:" << hex << avBufferRef0 <<std::endl;
        std::cout <<"avBufferRefT-hex:" << hex << avBufferRefT <<std::endl;
        std::cout <<"avBufferRef1-hex:" << hex << avBufferRef1 <<std::endl;   // 这里可以看到打印和avBufferRef0未释放时是一样的，说明线程池内部有回收机制
        std::cout <<"avBufferRef2-hex:" << hex << avBufferRef2 <<std::endl;
        if(avBufferRef0)
            std::cout << "av_buffer_get_ref_count(avBufferRef0) = " <<  av_buffer_get_ref_count(avBufferRef0) << std::endl;
        if(avBufferRef1)
            std::cout << "av_buffer_get_ref_count(avBufferRef1) = " <<  av_buffer_get_ref_count(avBufferRef1) << std::endl;

        avBufferRef0 = av_buffer_pool_get(avBufferPool);
        av_buffer_pool_uninit(&avBufferPool);

        av_buffer_unref(&avBufferRef0);        // 通过注释该部分来测试是否有内存的泄漏
        av_buffer_unref(&avBufferRef1);
        av_buffer_unref(&avBufferRef2);
    }

    std::cout << "n--------------- Test testAVBufferPool  leave -------------" <<  std::endl;

}
int main()
{
    testAVBufferPool();
    return  0;
}

何时释放缓冲池，当缓冲池的refcount==0 的时候，对于此例，是在

av_buffer_unref(&avBufferRef2); 的时候。而非av_buffer_pool_uninit的时候。

此时的堆栈调用为：

(gdb) bt
#0 pool_release_buffer (opaque=0x5555555716c0, data=0x7ffff45ee040 "") at libavutil/buffer.c:338
#1 0x00007ffff7cea7b1 in buffer_replace (dst=0x7fffffffdd28, src=0x0) at libavutil/buffer.c:120
#2 0x00007ffff7cea808 in av_buffer_unref (buf=0x7fffffffdd28) at libavutil/buffer.c:130
#3 0x00005555555556bf in testAVBufferPool () at main.cpp:71
#4 0x000055555555571c in main () at main.cpp:79