iOS短视频播放缓存之道

摘要：一套基于短视频播放缓存库地址。由于针对短视频的播放不存在进度拖拽或功能，所以每次下载到的数据可以直接通过缓存管理的相关方法直接到缓存文件末尾。

一套基于AVPLayer短视频播放缓存库ShortMediaCache GitHub地址。

主要特点：

1.为短视频量身设计，接入方便，不侵占业务

2.边播变缓存，缓存后直接播放

3.预加载功能，秒播下一条短视频

4.自动缓存管理

原文地址

公司电商APP接入短视频模块也有半年多的时间了，之间一直在忙着完善业务功能，现在是时候沉淀下来总结这一路来的收获。

视频播放对于ios开发来说其实并不是一个难事儿，简单几行代码就能实现，确实，最初的短视频播放也是基于此，给定视频url直接丢给系统播放器（AVPlayer）就可以播放了。但是随着短视频业务发力，短视频模块在APP业务中承担了更多更重要的角色，如何提升短视频的播放速度变得尤为重要，随之便提出了短视频边播变缓存，短视频预加载相关功能要求。

业务分析，公司APP主业务是电商，短视频作为为电商引流业务，提高APP活跃度的业务模块，同时在APP其他业务功能中也存在视频播放，例如商品详情页面商品介绍，基于此设计之初并不打算将所有的播放业务耦合在一起，因为短视频的播放概率远远大于其他长视频，依次业务需求大致分为2类逻辑，短视频和在线播放，对于短视频统一按照短视频播放模块来执行边播变缓存，而其他的相对比较长一些的视频则直接在线播放也不缓存，此处也不做过多介绍。

短视频播放特点：
1、全屏播放
2、快速播放，争取每个短视频都能秒播
3、内容高度浓缩，无需进度条与拖拽进度
4、精彩的短视频可能会被重复观看几次
5、其他(声音控制、流量)

基于以上特点，可以大致将短视频播放划分为2个层级，第1层为播放器层，第2层为缓存层，播放器层是基于缓存层的，主要负责播放过程控制和UI展现，比如暂停，继续，声音控制，暂停播放显示控制以及其他的UI；播放器层对于每个APP可能会有不同的业务需求，实现的功能也大不相同，故将缓冲层与播放器层剥离，而缓存层则主要负责短视频内容的下载，预加载，缓存管理，这也是ShortMediaCache的主要功能。

ShortMediaCache缓存播放逻辑大致的实现结构如下图：

对于AVPlayer连接播放器层与缓存层的数据交互是通过自定义实现AVAssetResourceLoaderDelegate协议实现的，在播放器加载的过程中，播放器会通过AVPlayerItem向AVURLAsset的resourceLoader获取需要加载数据信息，比如加载的数据偏移，大小等，最终这些数据请求（AVAssetResourceLoadingRequest）会到达其代理（AVAssetResourceLoaderDelegate）对象，代理对象根据请求数据的位置和大小，去读取相关文件缓存数据，然后回填给请求，以此来响应播放器的数据缓冲请求，与此同时缓存层通过网络请求将下载下来的数据写入文件保存。

对于AVAssetResourceLoaderDelegate协议主要需要实现以下方法：

- (BOOL)resourceLoader:(AVAssetResourceLoader *)resourceLoader shouldWaitForLoadingOfRequestedResource:(AVAssetResourceLoadingRequest *)loadingRequest;

播放器的数据加载请求会放到loadingRequest里面，通过其dataRequest对象的requestedOffset和requestedLength可以知道本次数据请求的区块，从缓存文件中按需读取数据填充后执行finishLoading方法即可完成本次数据请求

- (void)resourceLoader:(AVAssetResourceLoader *)resourceLoader didCancelLoadingRequest:(AVAssetResourceLoadingRequest *)loadingRequest;

请求取消回调

对于下载应该放到子线程中去通过NSURLSession来实现，因为视频文件可能之前已经缓存了部分，需要从已缓存的位置大小处继续下载缓存，在每次开启下载前需要去读取已缓存文件的大小，并设置请求头部字段Range便可从此处继续下载后面未下载的部分。

NSString *range = [NSString stringWithFormat:@"bytes=%ld-", (long)cachedSize];
[downloadRequest setValue:range forHTTPHeaderField:@"Range"];

由于针对短视频的播放不存在进度拖拽或seek功能，所以每次下载到的数据可以直接通过缓存管理的相关方法直接append到缓存文件末尾。
因为短视频的播放首要任务就是保证当前单个视频的流畅播放，所以在理论上只会存在一个下载任务来独享所有的下载带宽，当在空闲状态的情况下才适合去做其他的短视频资源的预加载。

缓存主要创建了三个目录管理，分别为temp、media和trash目录，缓存分为临时缓存和最终缓存，当短视频资源未下载完时是放在一个目录下的（temp目录）、而当视频资源缓存完时移动到另外一个目录（media），这样分别存放便能方便读取和管理两种状态的缓存，所有需要删除的缓存文件都是先移入trash目录，随后再删除以此来保证较高的删除效率。所有文件命名使用的是视频资源的url md5值保证唯一性。

缓存应该具有自动管理功能，以防止其无限膨胀，默认配置下ShortMediaCache允许临时缓存最多保存1天，最大100Mb,而最终缓存则允许最多保存2天最大200Mb,如果业务需要可以自定义ShortMediaCacheConfig配置实现。

要实现下一个视频或者几个视频能快速的播放起来，预加载的下载任务应该和正常的边下边播任务区分开，因为首先应该保证正在播放的短视频能顺畅的播放，所以边下边播任务优先级应该高于预加载任务，在没有边下边播任务时才能执行预加载任务，并且当有新的边下边播任务时应当停止当前的预加载任务，首要执行边下边播任务。

ShortMediaCache提供了预加载功能实现，通过调用ShortMediaManager以下方法：

- (void)resetPreloadingWithMediaUrls:(NSArray *)mediaUrls;

使用者可以多次调用此方法，来不断更新需要预加载的资源队列

下载源码文件，将ShortMediaCache文件夹引入工程, 通过ShortMediaResourceLoader来创建AVPlayer需要播放视频的AVPlayerItem即可

#import "ShortMediaResourceLoader.h"

ShortMediaResourceLoader _resourceLoader = [ShortMediaResourceLoader new];
AVPlayerItem _playerItem = [_resourceLoader playItemWithUrl:videoUrl]; 
AVPlayer _player = [AVPlayer playerWithPlayerItem:_playerItem];

正常情况下应该持有_resourceLoader对象

预加载视频

[[ShortMediaManager shareManager] resetPreloadingWithMediaUrls:preloadUrls];

preloadUrls存放需要预加载的视频url

ShortMediaCache大致类调用逻辑图如下：

更多功能细节和使用方式请前往ShortMediaCacheGitHub地址，下载源码运行Demo体验，后续会持续完善此库和其Demo,如果喜欢欢迎Star,使用问题请Issue.

参考：
https://mp.weixin.qq.com/s/v1...
http://msching.github.io/blog...