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ZLMediaKit
Commit a981ce8c by ziyue
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优化webrtc nack算法：#2249

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tests/test_rtcp_nack.cpp
......@@ -15,20 +15,38 @@ using namespace std;
using namespace toolkit;
using namespace mediakit;
extern void testFCI();
int main() {
Logger::Instance().add(std::make_shared<ConsoleChannel>());
Logger::Instance().setWriter(std::make_shared<AsyncLogWriter>());
srand((unsigned) time(NULL));
srand((unsigned)time(NULL));
NackContext ctx;
for (int i = 1; i < 1000; ++i) {
if (i % (1 + (rand() % 30)) == 0) {
DebugL << "drop:" << i;
ctx.setOnNack([](const FCI_NACK &nack){
InfoL << nack.dumpString();
});
auto drop_start = 0;
auto drop_len = 0;
uint16_t offset = 0xFFFF - 200 - 50;
for (int i = 1; i < 10000; ++i) {
if (i % 100 == 0) {
drop_start = i + rand() % 16;
drop_len = 4 + rand() % 16;
InfoL << "start drop:" << (uint16_t)(drop_start + offset) << " -> "
<< (uint16_t)(drop_start + offset + drop_len);
}
uint16_t seq = i + offset;
if ((i >= drop_start && i <= drop_start + drop_len) || seq == 65535 || seq == 0 || seq == 1) {
TraceL << "drop:" << (uint16_t)(i + offset);
} else {
ctx.received(i);
static auto last_seq = seq;
if (seq - last_seq > 16) {
ctx.received(last_seq);
ctx.received(seq);
DebugL << "seq reduce:" << last_seq;
last_seq = seq;
} else {
ctx.received(seq);
}
}
}
sleep(1);
......
webrtc/Nack.cpp
......@@ -27,7 +27,7 @@ void NackList::pushBack(RtpPacket::Ptr rtp) {
}
_cache_ms_check = 0;
while (getCacheMS() >= kMaxNackMS) {
//需要清除部分nack缓存
// 需要清除部分nack缓存
popFront();
}
}
......@@ -36,7 +36,7 @@ void NackList::forEach(const FCI_NACK &nack, const function<void(const RtpPacket
auto seq = nack.getPid();
for (auto bit : nack.getBitArray()) {
if (bit) {
//丢包
// 丢包
RtpPacket::Ptr *ptr = getRtp(seq);
if (ptr) {
func(*ptr);
......@@ -79,7 +79,7 @@ uint32_t NackList::getCacheMS() {
if (back_stamp >= front_stamp) {
return back_stamp - front_stamp;
}
//很有可能回环了
// 很有可能回环了
return back_stamp + (UINT32_MAX - front_stamp);
}
return 0;
......@@ -95,90 +95,122 @@ int64_t NackList::getRtpStamp(uint16_t seq) {
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
NackContext::NackContext() {
setOnNack(nullptr);
}
void NackContext::received(uint16_t seq, bool is_rtx) {
if (!_last_max_seq && _seq.empty()) {
_last_max_seq = seq - 1;
if (!_started) {
// 记录第一个seq
_started = true;
_nack_seq = seq - 1;
}
if (is_rtx || (seq < _last_max_seq && !(seq < 1024 && _last_max_seq > UINT16_MAX - 1024))) {
//重传包或
// seq回退，且非回环，那么这个应该是重传包
onRtx(seq);
if (seq < _nack_seq && _nack_seq != UINT16_MAX && seq < 1024 && _nack_seq > UINT16_MAX - 1024) {
// seq回环,清空回环前状态
makeNack(UINT16_MAX, true);
// 等待下一个seq为0的包
_nack_seq = UINT16_MAX;
_seq.emplace(seq);
return;
}
if (is_rtx || (seq < _nack_seq && _nack_seq != UINT16_MAX)) {
// seq非回环回退包，猜测其为重传包，清空其nack状态
clearNackStatus(seq);
return;
}
auto pr = _seq.emplace(seq);
if (!pr.second) {
// seq重复, 忽略
return;
}
_seq.emplace(seq);
auto max_seq = *_seq.rbegin();
auto min_seq = *_seq.begin();
auto diff = max_seq - min_seq;
if (!diff) {
if (diff > (UINT16_MAX >> 1)) {
// 回环后，收到回环前的大值seq, 忽略掉
_seq.erase(max_seq);
return;
}
if (diff > UINT16_MAX / 2) {
//回环
if (min_seq == (uint16_t)(_nack_seq + 1) && _seq.size() == diff + 1) {
// 都是连续的seq，未丢包
_seq.clear();
_last_max_seq = min_seq;
_nack_send_status.clear();
_nack_seq = max_seq;
} else {
// seq不连续，有丢包
makeNack(max_seq, false);
}
}
void NackContext::makeNack(uint16_t max_seq, bool flush) {
// 尝试移除前面部分连续的seq
eraseFrontSeq();
if (max_seq == _nack_seq) {
// 完成所有seq丢包判断
return;
}
if (_seq.size() == (size_t)diff + 1 && _last_max_seq + 1 == min_seq) {
//都是连续的seq，未丢包
_seq.clear();
_last_max_seq = max_seq;
// 有丢包，丢包从_last_max_seq开始统计丢包
uint16_t nack_rtp_count;
if (flush) {
nack_rtp_count = max_seq - _nack_seq - 1;
nack_rtp_count = MIN(FCI_NACK::kBitSize, nack_rtp_count);
} else {
// seq不连续，有丢包
if (min_seq == _last_max_seq + 1) {
//前面部分seq是连续的，未丢包，移除之
eraseFrontSeq();
nack_rtp_count = FCI_NACK::kBitSize;
}
auto max_nack = 5u;
// 最多生成5个nack包，防止seq大幅跳跃导致一直循环
while (max_nack-- && max_seq > (uint16_t)(nack_rtp_count + _nack_seq)) {
vector<bool> vec;
vec.resize(nack_rtp_count, false);
for (size_t i = 0; i < nack_rtp_count; ++i) {
vec[i] = _seq.find((uint16_t)(_nack_seq + i + 2)) == _seq.end();
}
//有丢包，丢包从_last_max_seq开始
auto nack_rtp_count = FCI_NACK::kBitSize;
if (max_seq > nack_rtp_count + _last_max_seq) {
vector<bool> vec;
vec.resize(FCI_NACK::kBitSize, false);
for (size_t i = 0; i < nack_rtp_count; ++i) {
vec[i] = _seq.find(_last_max_seq + i + 2) == _seq.end();
}
doNack(FCI_NACK(_last_max_seq + 1, vec), true);
_last_max_seq += nack_rtp_count + 1;
if (_last_max_seq >= max_seq) {
_seq.clear();
} else {
auto it = _seq.emplace_hint(_seq.begin(), _last_max_seq + 1);
_seq.erase(_seq.begin(), it);
}
doNack(FCI_NACK(_nack_seq + 1, vec), true);
_nack_seq += nack_rtp_count + 1;
if (_nack_seq >= max_seq) {
_seq.clear();
} else {
// 返回第一个比_last_max_seq大的元素
auto it = _seq.upper_bound(_nack_seq);
// 移除 <=_last_max_seq 的seq
_seq.erase(_seq.begin(), it);
}
}
}
void NackContext::setOnNack(onNack cb) {
_cb = std::move(cb);
if (cb) {
_cb = std::move(cb);
} else {
_cb = [](const FCI_NACK &nack) {};
}
}
void NackContext::doNack(const FCI_NACK &nack, bool record_nack) {
if (record_nack) {
recordNack(nack);
}
if (_cb) {
_cb(nack);
}
_cb(nack);
}
void NackContext::eraseFrontSeq() {
//前面部分seq是连续的，未丢包，移除之
// 前面部分seq是连续的，未丢包，移除之
for (auto it = _seq.begin(); it != _seq.end();) {
if (*it != _last_max_seq + 1) {
if (*it != (uint16_t)(_nack_seq + 1)) {
// seq不连续，丢包了
break;
}
_last_max_seq = *it;
_nack_seq = *it;
it = _seq.erase(it);
}
}
void NackContext::onRtx(uint16_t seq) {
void NackContext::clearNackStatus(uint16_t seq) {
auto it = _nack_send_status.find(seq);
if (it == _nack_send_status.end()) {
return;
......@@ -187,9 +219,8 @@ void NackContext::onRtx(uint16_t seq) {
_nack_send_status.erase(it);
if (rtt >= 0) {
// rtt不肯小于0
// rtt不能小于0
_rtt = rtt;
// InfoL << "rtt:" << rtt;
}
}
......@@ -205,7 +236,7 @@ void NackContext::recordNack(const FCI_NACK &nack) {
}
++i;
}
//记录太多了，移除一部分早期的记录
// 记录太多了，移除一部分早期的记录
while (_nack_send_status.size() > kNackMaxSize) {
_nack_send_status.erase(_nack_send_status.begin());
}
......@@ -216,18 +247,18 @@ uint64_t NackContext::reSendNack() {
auto now = getCurrentMillisecond();
for (auto it = _nack_send_status.begin(); it != _nack_send_status.end();) {
if (now - it->second.first_stamp > kNackMaxMS) {
//该rtp丢失太久了，不再要求重传
// 该rtp丢失太久了，不再要求重传
it = _nack_send_status.erase(it);
continue;
}
if (now - it->second.update_stamp < kNackIntervalRatio * _rtt) {
//距离上次nack不足2倍的rtt，不用再发送nack
// 距离上次nack不足2倍的rtt，不用再发送nack
++it;
continue;
}
//此rtp需要请求重传
// 此rtp需要请求重传
nack_rtp.emplace(it->first);
//更新nack发送时间戳
// 更新nack发送时间戳
it->second.update_stamp = now;
if (++(it->second.nack_count) == kNackMaxCount) {
// nack次数太多，移除之
......@@ -238,7 +269,7 @@ uint64_t NackContext::reSendNack() {
}
if (_nack_send_status.empty()) {
//不需要再发送nack
// 不需要再发送nack
return 0;
}
......@@ -253,12 +284,12 @@ uint64_t NackContext::reSendNack() {
}
auto inc = *it - pid;
if (inc > (ssize_t)FCI_NACK::kBitSize) {
//新的nack包
// 新的nack包
doNack(FCI_NACK(pid, vec), false);
pid = -1;
continue;
}
//这个包丢了
// 这个包丢了
vec[inc - 1] = true;
++it;
}
......@@ -266,7 +297,7 @@ uint64_t NackContext::reSendNack() {
doNack(FCI_NACK(pid, vec), false);
}
//重传间隔不得低于5ms
// 重传间隔不得低于5ms
return max(_rtt, 5);
}
......
webrtc/Nack.h
......@@ -53,7 +53,7 @@ public:
// nack重传频率，rtt的倍数
static constexpr auto kNackIntervalRatio = 1.0f;
NackContext() = default;
NackContext();
~NackContext() = default;
void received(uint16_t seq, bool is_rtx = false);
......@@ -64,13 +64,16 @@ private:
void eraseFrontSeq();
void doNack(const FCI_NACK &nack, bool record_nack);
void recordNack(const FCI_NACK &nack);
void onRtx(uint16_t seq);
void clearNackStatus(uint16_t seq);
void makeNack(uint16_t max, bool flush = false);
private:
bool _started = false;
int _rtt = 50;
onNack _cb;
std::set<uint16_t> _seq;
uint16_t _last_max_seq = 0;
// 最新nack包中的rtp seq值
uint16_t _nack_seq = 0;
struct NackStatus {
uint64_t first_stamp;
......
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