基于HLS创建Golang视频流服务器的优缺点

介绍

HTTP Live Streaming (HLS) 是一种常见的流媒体协议，它将视频切分成多个小的ts文件，分别进行传输，并可以在客户端进行缓存和播放。HLS在iOS和Android平台上得到了广泛的使用。同时，Golang语言具有高效和特性强大的网络处理能力，因此使用Golang HTTP服务器来处理HLS协议的视频流可以取得优异的性能。

创建Golang视频流服务器的优点

1. 在处理大规模请求时，Golang的高效处理能力可以提供出色的性能。
2. Golang的协程机制可以很方便地用于长连接上的流数据传输。
3. 可以较容易地与其他云服务集成。
4. Golang拥有强大的标准库，可以轻松实现流媒体协议内容的解析、加密等功能。
5. 可以支持大众化视频格式，如MP4、MOV等。

创建Golang视频流服务器的缺点

1. HLS协议本身存在延迟问题，会导致视频延迟；
2. 在处理特定视频格式时，由于某些版本的Golang HTTP Server的限制，无法对其进行完全支持；
3. 需要耗费一定的时间和精力来设计和开发视频流服务器的代码。

示例1

package main

import (
    "github.com/julienschmidt/httprouter"
    "log"
    "net/http"
)

func main() {
    router := httprouter.New()
    router.GET("/movie/:movie_name", func(w http.ResponseWriter, r *http.Request, ps httprouter.Params) {

        movieName := ps.ByName("movie_name")
        if !isVideoFileExist(movieName) {
            // Handle the error here
            return
        }
        w.Header().Set("Content-Type", "video/mp4")
        w.Header().Set("Transfer-Encoding", "chunked")
        http.ServeFile(w, r, movieName)
    })

    log.Fatal(http.ListenAndServe(":3000", router))
}

func isVideoFileExist(movieName string) bool {
    _, err := os.Stat(movieName)
    if os.IsNotExist(err) {
        return false
    }
    return true
}

以上述代码为例，我们创建了一个简单的HTTP服务器，可以提供MP4格式的视频流进行传输。路由为/movie/:movie_name，通过该路由可以获取视频的名称，然后进而在服务器上查询是否存在该视频文件。如果存在则设置HTTP头部并通过调用http.ServeFile方法，将视频数据转发至客户端。

示例2

package main

import (
    "fmt"
    "io/ioutil"
    "log"
    "net/http"
    "time"
)

const (
    segmentSize = 1024 * 200 // Set to a reasonably larger size, like 200K per TS
    segmentCount = 10        // Set to a reasonable segment count, like 10
)

func ServeHTTP(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    fmt.Println("Got request", r.URL)

    duration := 10 * time.Second
    sequence := 0
    name := "demo"
    mime := "video/mp2t"

    header := fmt.Sprintf("#EXTM3U\n#EXT-X-VERSION:3\n#EXT-X-TARGETDURATION:%d\n#EXT-X-MEDIA-SEQUENCE:%d\n", int(duration.Seconds()), sequence)

    w.Header().Set("Content-Type", mime)
    w.Header().Set("Connection", "Keep-Alive")
    w.Header().Set("Transfer-Encoding", "chunked")
    w.WriteHeader(200)

    tsFiles := make([][]byte, segmentCount)
    for i := 0; i < segmentCount; i++ {
        tsFiles[i], _ = ioutil.ReadFile(fmt.Sprintf("%s-%d.ts", name, i))
    }

    for {
        _, err := w.Write([]byte(header))
        if err != nil {
            fmt.Println("Failed to write header, err:", err)
            return
        }

        for i := 0; i < segmentCount; i++ {
            _, err = w.Write(tsFiles[i])
            if err != nil {
                fmt.Println("Failed to write segment file, err:", err)
                return
            }

            time.Sleep(duration)
        }

        header = fmt.Sprintf("#EXTINF:%.1f,\n%s-%d.ts\n", duration.Seconds(), name, sequence)
        sequence += segmentCount
    }
}

func main() {
    http.HandleFunc("/", ServeHTTP)
    log.Fatal(http.ListenAndServe(":8080", nil))
}

以上代码为一个完整的HLS流媒体服务器，能够以HLS标准协议传输视频流，支持跨平台的播放器。在该示例中，我们写入了一个简单的视频数据流，以便在给定时间间隔内生成，这样客户端可以通过流媒体协议进行实时处理。同时，我们采用了一些标准的流媒体协议，如EXTM3U和EXTINF等等。这些协议可帮助我们更好地描述视频内容。

结论

Golang代码的高可读性和扩展性使其成为开发自己的视频流服务器的理想语言之一。然而，即使是最基本的内容，也需要一定的技术知识和时间来实现。在设计视频流服务器时，需要深入了解流媒体协议、相关的技术和工具，从而实现性能、可伸缩性和效率的最佳平衡。