作者：叶余
来源：https://www.cnblogs.com/leisure_chn/p/10399048.html
AVBuffer是FFmpeg中很常用的一种缓冲区，缓冲区使用引用计数(reference-counted)机制。
AVBufferRef则对AVBuffer缓冲区提供了一层封装，最主要的是作引用计数处理，实现了一种安全机制。用户不应直接访问AVBuffer，应通过AVBufferRef来访问AVBuffer，以保证安全。
FFmpeg中很多基础的数据结构都包含了AVBufferRef成员，来间接使用AVBuffer缓冲区。
本文使用的FFmpeg版本号为FFmpeg 4.1。
AVBuffer和AVBufferRef结构体定义及操作函数位于libavutil中的buffer.h、buffer_internal.h、buffer.c三个文件中。需要关注的要点是AVBufferRef和AVBuffer的关系以及缓冲区引用计数的概念。
1. 数据结构定义
1.1 struct AVBuffer
struct AVBuffer定义于“libavutil/buffer_internal.h”，buffer_internal.h位于FFmpeg工程源码中，而FFmpeg提供的开发库头文件中并无此文件，因此这是一个内部数据结构，不向用户开放，用户不应直接访问AVBuffer，应通过AVBufferRef来访问AVBuffer，以保证安全。
struct AVBuffer { uint8_t *data; /**< data described by this buffer */ int size; /**< size of data in bytes */ /** * number of existing AVBufferRef instances referring to this buffer */ atomic_uint refcount; /** * a callback for freeing the data */ void (*free)(void *opaque, uint8_t *data); /** * an opaque pointer, to be used by the freeing callback */ void *opaque; /** * A combination of BUFFER_FLAG_* */ int flags; };
- data: 缓冲区地址
- size: 缓冲区大小
- refcount: 引用计数值
- free: 用于释放缓冲区内存的回调函数
- opaque: 提供给free回调函数的参数
- flags: 缓冲区标志
1.2 struct AVBufferRef
struct AVBufferRef定义于buffer.h中：
/** * A reference to a data buffer. * * The size of this struct is not a part of the public ABI and it is not meant * to be allocated directly. */ typedef struct AVBufferRef { AVBuffer *buffer; /** * The data buffer. It is considered writable if and only if * this is the only reference to the buffer, in which case * av_buffer_is_writable() returns 1. */ uint8_t *data; /** * Size of data in bytes. */ int size; } AVBufferRef;
- buffer: AVBuffer
- data: 缓冲区地址，实际等于buffer->data
- size: 缓冲区大小，实际等于buffer->size
2. 关键函数实现
2.1 av_buffer_alloc()
AVBufferRef *av_buffer_alloc(int size) { AVBufferRef *ret = NULL; uint8_t *data = NULL; data = av_malloc(size); if (!data) return NULL; ret = av_buffer_create(data, size, av_buffer_default_free, NULL, 0); if (!ret) av_freep(&data); return ret; }
av_buffer_alloc()作了如下处理:
a) 使用av_malloc分配缓冲区
b) 调用av_buffer_create()创建AVBuffer AVBufferRef::*buffer成员，用于管理AVBuffer缓冲区
c) 返回AVBufferRef *对象
2.2 av_buffer_create()
AVBufferRef *av_buffer_create(uint8_t *data, int size, void (*free)(void *opaque, uint8_t *data), void *opaque, int flags) { AVBufferRef *ref = NULL; AVBuffer *buf = NULL; buf = av_mallocz(sizeof(*buf)); if (!buf) return NULL; buf->data = data; buf->size = size; buf->free = free ? free : av_buffer_default_free; buf->opaque = opaque; atomic_init(&buf->refcount, 1); if (flags & AV_BUFFER_FLAG_READONLY) buf->flags |= BUFFER_FLAG_READONLY; ref = av_mallocz(sizeof(*ref)); if (!ref) { av_freep(&buf); return NULL; } ref->buffer = buf; ref->data = data; ref->size = size; return ref; }
av_buffer_create()是一个比较核心的函数，从其实现代码很容易看出AVBufferRef和AVBuffer这间的关系。
函数主要功能就是初始化AVBuffer AVBufferRef::*buffer成员，即为上述清单ref->buffer各字段赋值，最终，AVBufferRef *ref全部构造完毕，将之返回。
其中void (*free)(void *opaque, uint8_t *data)参数赋值为av_buffer_default_free，实现如下。其实就是直接调用了av_free回收内存。
void av_buffer_default_free(void *opaque, uint8_t *data) { av_free(data); }
2.3 av_buffer_ref()
AVBufferRef *av_buffer_ref(AVBufferRef *buf) { AVBufferRef *ret = av_mallocz(sizeof(*ret)); if (!ret) return NULL; *ret = *buf; atomic_fetch_add_explicit(&buf->buffer->refcount, 1, memory_order_relaxed); return ret; }
av_buffer_ref()处理如下：
a) *ret = *buf;一句将buf各成员值赋值给ret中对应成员，buf和ret将共用同一份AVBuffer缓冲区
b) atomic_fetch_add_explicit(...);一句将AVBuffer缓冲区引用计数加1
注意此处的关键点：共用缓冲区(缓冲区不拷贝)，缓冲区引用计数加1
2.4 av_buffer_unref()
static void buffer_replace(AVBufferRef **dst, AVBufferRef **src) { AVBuffer *b; b = (*dst)->buffer; if (src) { **dst = **src; av_freep(src); } else av_freep(dst); if (atomic_fetch_add_explicit(&b->refcount, -1, memory_order_acq_rel) == 1) { b->free(b->opaque, b->data); av_freep(&b); } } void av_buffer_unref(AVBufferRef **buf) { if (!buf || !*buf) return; buffer_replace(buf, NULL); }
av_buffer_unref()处理如下：
a) 回收AVBufferRef **buf内存
b) 将(*buf)->buffer(即AVBAVBufferRef的成员AVBuffer)的引用计数减1，若引用计数为0，则通过b->free(b->opaque, b->data);调用回调函数回收AVBuffer缓冲区内存
注意此处的关键点：销毁一个AVBufferRef时，将其AVBuffer缓冲区引用计数减1，若缓冲区引用计数变为0，则将缓冲区也回收，这很容易理解，只有当缓冲区不被任何对象引用时，缓冲区才能被销毁
3. 修改记录
2018-12-13 V1.0 初稿
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