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SRS-GB28181 实现浅析之二--基本逻辑与结构

news 来源：原创 2025/4/26 23:47:40

        在分析基本模块之前我们先说一下， SRS新版中已经把线程模块改为ST协程模型，

每个需要处理数据的地方就需要加一个协程来处理，他的好处是有着多线程的运行特点实则是单线，安全好用。内部对ST都封装了，你只需要实cycle()接口就可以使用。

     GB模块中最主要的类有4个， 其它的功能类都是为这几个类服务的，我们来分析一下

1. SrsGbSession

     此类一个完整SIP会话的最顶层管理类，内部包含了SIP信令连接类和MEDIA连接类两个变量指针。类只是根据状态进行具体的INVITE.类中保存了当前SESSION 的状态，状态只有三个如下：
 

enum SrsGbSessionState
{
    //可切换到connecting
    //在发送invite信令之前
    SrsGbSessionStateInit = 0, 

    //可切换到established状态
    // sip完成注册，media完成连接之前
    SrsGbSessionStateConnecting, 

    //可切换到init: media 没有连接，进行reinvite
    //可切换到session 销毁: when sip is bye.
    //sip是稳定状态, media 完成连接
    SrsGbSessionStateEstablished,
};

    内部drive_state()是状态驱动过程，依据上面三个状态切换规则进行当前的状态向下一个状态的切换。

srs_error_t SrsGbSession::drive_state()
{
    srs_error_t err = srs_success;
    #define SRS_GB_CHANGE_STATE_TO(state) { \
        SrsGbSessionState ostate = set_state(state); \
        srs_trace("Session: Change device=%s, state=%s", sip_->device_id().c_str(), \
            srs_gb_state(ostate, state_).c_str()); \
    }
    if (state_ == SrsGbSessionStateInit) {
        if (sip_->is_registered()) {
            SRS_GB_CHANGE_STATE_TO(SrsGbSessionStateConnecting);
           //记录media 开始边接时间，以计算超时
            connecting_starttime_ = srs_update_system_time();
        }

        // 如果MEDIA 没有连接那么进行invite操作
        if (sip_->is_registered() && !media_->is_connected()) {
            uint32_t ssrc = 0;
            if ((err = sip_->invite_request(&ssrc)) != srs_success) {
                return srs_error_wrap(err, "invite");
            }            
           //当PS流来时会根据ssrc来找到session进行处理， 所以把SESSION放入到快查询MAP中
            _srs_gb_manager->add_with_fast_id(ssrc, wrapper_);
        }
    }
if (state_ == SrsGbSessionStateConnecting) {
   //处理MEDIA连接的超时
        if (srs_update_system_time() - connecting_starttime_ >= connecting_timeout_) {
           //如果超时三次那么就返回错误，由上层线程循环根据返回值进行SESSION 销毁
            if ((nn_timeout_++) > SRS_GB_MAX_TIMEOUT) {
                return srs_error_new(ERROR_GB_TIMEOUT, "timeout");
            }
            srs_trace("Session: Connecting timeout, nn=%d, state=%s, sip=%s, media=%d", nn_timeout_, srs_gb_session_state(state_).c_str(),
                srs_gb_sip_state(sip_->state()).c_str(), media_->is_connected());
            //超时了那重置SIP及session状态，那再次执行本函数体时就会重新发起invite请求
            sip_->reset_to_register();
            SRS_GB_CHANGE_STATE_TO(SrsGbSessionStateInit);
        }
        //已经完成正常过程，那么就进入了稳定状态
        if (sip_->is_stable() && media_->is_connected()) {
            SRS_GB_CHANGE_STATE_TO(SrsGbSessionStateEstablished);
        }
    }
if (state_ == SrsGbSessionStateEstablished) {
        //稳定状态下，如果收到了来自设备的BYE指令，直接返回，不再进行处理，由于srs的实现不完善，所以此处是直接返回，依据GB标准，那么应该是断开media连接，恢复到SrsGbSessionStateInit,保持在注册在线状态。
        if (sip_->is_bye()) {
            srs_trace("Session: Dispose for client bye");
            return err;
        }
        //稳定状态下断开了MEDIA连接，要得新设置SIP及session状态以进行重连，注意要等等一定的时间才能reinvite.
        if (!media_->is_connected()) {
            if (!reinviting_starttime_) {
                //设置reinvite的等待开始计时
                reinviting_starttime_ = srs_update_system_time();
            }
            //到达等待时间设置SIP及session状态以进行REINVITE
            if (srs_get_system_time() - reinviting_starttime_ > reinvite_wait_) {
                reinviting_starttime_ = 0;
                srs_trace("Session: Re-invite for disconnect, state=%s, sip=%s, media=%d", srs_gb_session_state(state_).c_str(),
                    srs_gb_sip_state(sip_->state()).c_str(), media_->is_connected());
                sip_->reset_to_register();
                SRS_GB_CHANGE_STATE_TO(SrsGbSessionStateInit);
            }
        }
    }
    return err;
}

2. SrsGbSipTcpConn

      这个类是SIP信令的处理类，此类在收到注册信令时会通过bind_session()创建SrsGbSession ，也就是先有信令连接再有的SrsGbSession 对象。此类同时为SrsGbSession 提供当前的SIP状态。

       类中对于SIP逻辑处理过程主要是在on_sip_message(SrsSipMessage* msg)中，根接收到的信令做出回应，同时做出自身状态的修改。

      信令的接收解析和信令发送在两个专门类中完，所以类中包含了SrsGbSipTcpReceiver 及 SrsGbSipTcpSender 两个对象，这两个对象都有自己线程，独立运转。

       此类也是有一个状态机，为SrsGbSession的运行提供状态依据。状态的修改也是位于 自身drive_state(msg) 中，此函数的调用是与信令有关的， 它的调用位置只有两个位置，一个是接收命令的处理位置on_sip_message(msg)中，另一个是信令发送时，在放入发送队列的enqueue_sip_message(msg)中。

Sip的状态是比较复杂的，因为整个过程下来环节比较多。我们看下状态的定义：

enum SrsGbSipState
{
    //可切换到established状态
    // sip完成注册，media完成连接之前
    SrsGbSipStateInit = 0,

    //可切换到 inviting 
    //已经完成注册过程，发送invite之前
    SrsGbSipStateRegistered,

    //可切换到 trying 
    //可切换到 stable
    //已经发送 invit 收到trying回复之前
    SrsGbSipStateInviting,

    //可切换到 stable
    //收到trying时，收到 INVITE 200 OK 之前
    SrsGbSipStateTrying,

    //这个状态本想着是用作重invite，但实际是没有使用的，reinvite就是走的invite过程
    SrsGbSipStateReinviting,

    //可切换到re-inviting
    //可切换到bye，当收到设备bye时
    //收到INVITE 200 OK，发送INVITE OK回复给设备之后
    SrsGbSipStateStable,

   //收到BYE后， 直接退出session了，你可以看 SrsGbSession::do_cycle()中有//一个判断;按照GB收到BYE后，应该是断开media的连接回到一个注册完成状//态；但SRS实现不完整所以就直接断开了
    SrsGbSipStateBye,
};

内部drive_state()是状态驱动过程，依据上面状态切换规则进行当前的状态向下一个状态的切换。

void SrsGbSipTcpConn::drive_state(SrsSipMessage* msg)
{
    srs_error_t err = srs_success;

    #define SRS_GB_SIP_CHANGE_STATE_TO(state) { \
        SrsGbSipState ostate = set_state(state); \
        srs_trace("SIP: Change device=%s, state=%s", register_->device_id().c_str(), \
            srs_sip_state(ostate, state_).c_str()); \
    }
    if (state_ == SrsGbSipStateInit) {
        // 如果当前是注册命令，我们将修改状态，让SESSION能进入自动invite的过程
        if(msg->is_register()&&msg->expires_>0)SRS_GB_SIP_CHANGE_STATE_TO(SrsGbSipStateRegistered);
        // 收到 unregister,我们将销毁session,因为可设备要停止流的发布.               
        if(msg->is_register()&&msg->expires_==0)SRS_GB_SIP_CHANGE_STATE_TO(SrsGbSipStateBye);
        // 收到心跳消息，我们切换为stable状态.
        if (msg->is_message()) SRS_GB_SIP_CHANGE_STATE_TO(SrsGbSipStateStable);
    }

    if (state_ == SrsGbSipStateRegistered) {
        if (msg->is_invite()) SRS_GB_SIP_CHANGE_STATE_TO(SrsGbSipStateInviting);
    }

    if (state_ == SrsGbSipStateInviting) {
        if (msg->is_trying()) SRS_GB_SIP_CHANGE_STATE_TO(SrsGbSipStateTrying);
        if (msg->is_invite_ok()) SRS_GB_SIP_CHANGE_STATE_TO(SrsGbSipStateStable);

        //如果设备收到了invite请求并且断开了，它可能会重新注册，这时我们要重新发起INVITE        
        if (msg->is_register()) {
            srs_warn("SIP: Re-invite for got REGISTER in state=%s", srs_gb_sip_state(state_).c_str());
            if ((err = invite_request(NULL)) != srs_success) {
                // TODO: FIXME: Should fail the SIP session.
                srs_freep(err);
            }
        }
    }

    if (state_ == SrsGbSipStateTrying) {
        if (msg->is_invite_ok()) SRS_GB_SIP_CHANGE_STATE_TO(SrsGbSipStateStable);
    }

    if (state_ == SrsGbSipStateStable) {
        //设备发送 bye 或 unregister, 我们将销毁session，因为它可能不再进行流发布
        if (msg->is_register() && msg->expires_ == 0)SRS_GB_SIP_CHANGE_STATE_TO(SrsGbSipStateBye);
        if (msg->is_bye()) SRS_GB_SIP_CHANGE_STATE_TO(SrsGbSipStateBye);
    }

    if (state_ == SrsGbSipStateReinviting) {
        if (msg->is_bye_ok()) SRS_GB_SIP_CHANGE_STATE_TO(SrsGbSipStateInviting);
    }
}

class SrsGbSipTcpReceiver : public ISrsStartable, public ISrsCoroutineHandler

负责数据的接收解析，解析完成后调用SrsGbSipTcpConn::on_sip_message(SrsSipMessage* msg)进行逻辑过程处理，包括信息回复状态驱动等

class SrsGbSipTcpSender : public ISrsStartable, public ISrsCoroutineHandler

负数数据的发在，所有回复的信息都会经enqueue_sip_message(mag)放入例，Sender协程就是循环取出重组进行发送。

3. SrsGbMediaTcpConn

此类就是一个负责接收媒体流的类， 在收到PS流后会根据SSRC查找session进行绑定关联。

PS流的解析主要依赖SrsPackContext类，解析完成后回调到SrsGbMediaTcpConn 及 session的on_ps_pack(pack_, ps, msgs); 完成流的解析。然后依靠SrsGbMuxer进行 rtmp 推流到核心。

4. SrsGbListener

   主要对SIP 和 media 连接端口监听，SRS只实现了TCP的监听连接，在on_tcp_client(ISrsListener* listener, srs_netfd_t stfd)中对进入TCP连接事件处理，根据监听对象的不同生成不同的连接，对SOCKET部分已经在ST协程下进行了封装，此处不再详述。注意在初始化时也有对GB API的添加和监听，此处只有一个public的接口，这是支持扩展服务器媒体流上传的接口。

看一下监听连接的处理

srs_error_t SrsGbListener::on_tcp_client(ISrsListener* listener, srs_netfd_t stfd)
{
    srs_error_t err = srs_success;
    // Handle TCP connections.
    if (listener == sip_listener_) {
        //处理SIP连接	
        SrsGbSipTcpConn* raw_conn = new SrsGbSipTcpConn();
        raw_conn->setup(conf_, sip_listener_, media_listener_, stfd);
        SrsSharedResource<SrsGbSipTcpConn>* conn = new SrsSharedResource<SrsGbSipTcpConn>(raw_conn);
        _srs_gb_manager->add(conn, NULL);
        //建立协程
        SrsExecutorCoroutine* executor = new SrsExecutorCoroutine(_srs_gb_manager, conn, raw_conn, raw_conn);
        raw_conn->setup_owner(conn, executor, executor);
        //启动协程
        if ((err = executor->start()) != srs_success) {
            srs_freep(executor);
            return srs_error_wrap(err, "gb sip");
        }
    } else if (listener == media_listener_) {
        //建立媒体流接收连接对象
        SrsGbMediaTcpConn* raw_conn = new SrsGbMediaTcpConn();
        raw_conn->setup(stfd);

        SrsSharedResource<SrsGbMediaTcpConn>* conn = new SrsSharedResource<SrsGbMediaTcpConn>(raw_conn);
        _srs_gb_manager->add(conn, NULL);
        //建立协程
        SrsExecutorCoroutine* executor = new SrsExecutorCoroutine(_srs_gb_manager, conn, raw_conn, raw_conn);
        raw_conn->setup_owner(conn, executor, executor);
        //启动协程
        if ((err = executor->start()) != srs_success) {
            srs_freep(executor);
            return srs_error_wrap(err, "gb media");
        }
    } else {
        srs_warn("GB: Ignore TCP client");
        srs_close_stfd(stfd);
    }
    return err;
}

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