FFMPEG解码多线程

FFMPEG多线程解码

FFMPEG多线程编码器一般以在Slice内分功能模块进行多线程编码，如h263，h263P，msmpeg(v1, v2, v3)，wmv1。包含以下几个线程：(1)Pre_estimation_motion_thread运动估计前的准备;(2)Estimation_motion_thread运动估计;(3)Mb_var_thread宏块其他变量;(4)Encode_thread编码主线程。当然也有例外，如FFV1编码器按Slice为线程单位进行多线程编码。

FFMPEG多线程解码器分为Frame级和Slice级两种，Slice级多线程同时解码一帧中不同的部分。Frame级多线程同时接受多帧码流，实现并行解码，当前帧处于显示状态时，未来的几帧已经在其他线程中被解码。

1. Slice Threading

FFmpeg中，dvvideo_decoder, ffv1_decoder, h264_decoder, mpeg2_video_decoder和mpeg_video_decoder均支持了Slice Threading。

实现方法是：首先为codecContext注册注册多线程处理函数excute()，Codec解码过程中处理Slice时调用avctx->excute()。excute()启动Slice解码工作线程开始多线程解码，同时快速返回开始下一Slice的解析和解码。

Frame Threading主线程和解码线程的同步如图1所示。

图1 Frame Threading主线程和解码线程的同步

2. Frame Threading

目前为止支持Frame Threading的解码器有h264_decoder, huffyuv_decoder, ffvhuff_decoder, mdec_decoder, mimic_decoder, mpeg4_decoder, theora_decoder, vp3_decoder和vp8_decoder。

Frame Threading有如下限制：用户函数draw_horiz_band()必须是线程安全的；为了提升性能，用户应该为codec提供线程安全的get_buffer()回调函数；用户必须能处理多线程带来的延时。另外，支持Frame Threading的codec要求每个包包含一个完整帧。Buffer内容在ff_thread_await_progress()调用之前不能读，同样，包括加边draw_edges()在内的处理，在ff_thread_report_progress()调用之后，Buffer内容不能写。

每个线程都有以下四个状态。如图2所示，为了保证线程安全，若Codec未实现update_thread_context()和线程安全的get_buffer()，则必须在解码完成后才能将状态转换为STATUS_SETUP_FINISHED，意味着下一个线程只能在当前线程解码完成后才能开始解码。

而如图3所示，如果Codec实现update_thread_context()和线程安全的get_buffer()，线程状态可以在解码开始之前转换为STATUS_SETUP_FINISHED，这样，下一个线程就可能与当前线程并行。