前言

使用 FFmpeg 进行音视频解码，其实是一套标准操作，按照固定的流程进行实现即可。
使用 FFmpeg 进行音视频解码的基本流程、及用到的关键 API 接口和 结构体，如下图所示：

背景

FFmpeg 解码所需资源

使用 FFmpeg 对视频流解码和音频流解码的基本流程是一样的，因此可以使用同一个基类对相关资源进行管理。
FFmpeg 解码所需资源如下：

• AVFormatContext
  
  封装格式上下文，在使用 FFmpeg 进行解码时 AVFormatContext 是一个贯穿始终的数据结构。
• AVCodecContext
  
  编解码器上下文，用于存储编解码过程中的各种状态信息。
• AVCodec
  
  存储编解码器信息的结构体，每个编解码器对应一个 AVCodec 结构体。
• 流索引
  
  通过索引获取对应流的编解码器的相关参数。
• 缓存队列
  • AVPacket 缓存队列
  • AVFrame 缓存队列

C++ 惯用法之 CRTP

CRTP 是 一种 C++ 的设计方法，其巧妙的结合了继承和模板编程技术，可以用来给类提供额外的功能。

CRTP 的基本特征表现为：基类是一个模板类；派生类在继承该基类时，将派生类自身作为模板参数传递给基类。
一般使用 CRTP 可以把重复性的代码抽象到基类中，减少代码冗余，示例如下：

template<typename T>
class baseDemo
{
public:
    virtual ~baseDemo(){}
    void getType() 
{ 
        T& t = static_cast<T&>(*this);
        cout << typeid(t).name() << endl;
    }
  
};

class derivedDemo1:public baseDemo<derivedDemo1>
{
};

class derivedDemo2 :public baseDemo<derivedDemo2>
{
};

int main()
{
    derivedDemo1 d1;
    derivedDemo2 d2;

    d1.getType();
    d2.getType();
    
    return 0;
}

创建解码管理基类

概述

使用 CRTP 惯用法把视频解码、音频解码相同的部分抽象到基类，然后再分别扩展各自不同的部分。

定义模板基类

基类用于对相同部分的资源进行管理，定义如下：

template<typename T>
class Decoder
{
public:
    Decoder(int packetSize,int frameSize, WaitAndNotify &packet_wait):packetQueue( new Queue<AVPacket>(packetSize)),frameQueue( new Queue<AVFrame>(frameSize)), packetFullWait(packet_wait){};
    ~Decoder() ;
public:
    void            setAVFormatContext(AVFormatContext*    format){ formatContext = format;}
    void            setStreamIndex(int m_index){ streamIndex = m_index;}
    int             getStreamIndex() const { return streamIndex;}
protected:
    AVFormatContext*                formatContext = nullptr;//封装格式上下文,外部传入
    AVCodecContext*                 codecContext{ nullptr };//解码上下文
    const AVCodec*                  codec{ nullptr };//解码器

    Queue<AVPacket>*	            packetQueue{ nullptr };// packet 队列
    Queue<AVFrame>*		            frameQueue{ nullptr }; //frame 队列
    int                             streamIndex{ -1 };//流索引，外部传入

    WaitAndNotify					&packetFullWait;// 用于唤醒解封装线程
};

定义视频解码类

视频解码类继承以自身为参数的 Decoder 模板类，代码如下：

class VideoDecoder:public Decoder<VideoDecoder>
{
public:
    explicit VideoDecoder(WaitAndNotify &packet_wait) : Decoder<VideoDecoder>(20,3, packet_wait){};
    ~VideoDecoder() ;
private:
    std::thread	*                   decode_thread = nullptr;//视频解码线程
};

定义音频解码类

音频解码类继承以自身为参数的 Decoder 模板类，代码如下：

class AudioDecoder:public Decoder<AudioDecoder>
{
public:
    explicit AudioDecoder(WaitAndNotify &packet_wait): Decoder<AudioDecoder>(20,9, packet_wait){};
    ~AudioDecoder() ;
private:
    std::thread	*                   decode_thread = nullptr;//音频解码线程
};