企鹅FM（Android） 播放成功率从 2 个 9 到 3 个 9 的蜕变

作者：张陈博男

业务层播放器架构演变

企鹅FM android端的播放器架构经历过两次较大的调整

第一次是2.1版本，首次引入了以FFmpeg为基础的腾讯视频SDK，替换了之前一直使用的系统播放器，结束了不同机型上表现不一和调用其api在不同版本上出现莫名其妙崩溃的历史，点播成功率最终优化到99.7%左右，HSL直播的成功率优化到97%附近。

第二次是3.7版本，使用了Google的开源播放器内核ExoPlayer替换了腾讯视频SDK，到目前最新的3.8版本，点播成功率已经优化到99.9%，HLS直播成功率优化到99.2%

最近半年包括更换ExoPlayer的诸多努力，都是朝着99.9%这个方向去的。这个优化过程中，最艰辛的是具体问题case by case的解决，不过回过头从架构上看，也是可以提炼出一些原则，来甄别到底什么样才是一个好的业务播放器。

1. 一套统一的代码，这也是作为一个优秀的业务播放器的必备条件，否则假如建立在系统播放器基础上（各个厂商都会修改系统播放器代码），同样的实现在不同的机型上几乎无法做到表现一致，更遑论成功率了（常常是改动了调用方式后，在一个机型ok另一个机型不行，不同系统版本间也有此类问题），所以实现一个好的播放器，第一步就是先统一播放器内核。
2. 完善的错误信息统计，播放是一个复杂的行为，牵扯到数据的预加载，加载，解码和最终给到系统AudioTrack播放，当支持了分片加载和缓存后这个模型就变得更加复杂，于是错误是不能避免的，但最重要的是，如何通过错误的统计上报，能够直指问题的根本，在此基础上，才有空间进一步优化成功率。
3. 播放器内核和业务层足够解耦，只有设计上的解耦，才能给更换更好的播放器内核打下基础，否则如果每次切换都会带来巨大的业务逻辑调整，本身就会引入很多和播放器无关的问题，对成功率优化会适得其反。
4. 和播放器内核对接的功能模块尽可能结构简单，这符合KIS原则，要在可扩展性和模块的结构简单易维护上作出协调，当代码足够简单直白，问题往往会更容易暴露和得到解决。

横向对比3中播放器内核：

注：这里的接入层指的是为了实现完整的业务逻辑，在播放器内核外围的逻辑层

换ExoPlayer与奥卡姆剃刀

常做优化的同学肯定很清楚，越是小数点后面的9，越来之不易，90%到99%再到99.9%，这其中的困难可以说是指数上升的。那么是什么东西去鼓动我们换掉已经维护的很成熟的腾讯视频SDK而换用谷歌的ExoPlayer呢，动力来自于寻求到3个9的突破，而思想来自于奥卡姆剃刀原则——如无必要，勿增实体。

腾讯视频很完善，具备一切我们需要的功能，但是太过于庞杂:最下层是FFmpeg，然后是C++实现的播放器逻辑，上层一个java接口层和部分逻辑。因为发起请求的逻辑封装在播放器底层，所以为了实现分片下载和缓存的策略，增加了一层本地的Http代理。

这个架构可以完整的实现所有我们要的播放功能，可以处理播放请求，也可以分片下载和缓存，也可以添加音效和改变播放速度，但是问题也有不少：

1. C/C++层的逻辑过多，首先、这部分逻辑不易维护，产生的逻辑问题，主要通过日志来排查。其次、C/C++层的逻辑一旦出异常，堆栈极其难以定位到原因，而且就算定位到了，FFmpeg带来的问题也比较棘手。再次、处理数据就必须经过多次jni传递，这降低了效率。
2. 本地代理带来的结构上的冗余。引入本地代理是因为腾讯视频SDK的请求部分是写死的，无法在其中再加入我们自身的比如文件头zip压缩和分片下载缓存的逻辑。但是本地代理本身把一个请求的链路拖长了，而且本地tcp socket同样有这各种各样的断开问题和连接超时问题，实质上增加了整个系统出错的概率。

于是当发现ExoPlayer能够很完善解决这两个问题的时候，我们就进行了替换

1. 得益于ExoPlayer高度可扩展的特性，我们去除了本地代理模块，将分片加载和缓存以及音频的变速和特效处理模块直接集成进来，砍掉了很多冗余的通信
2. 而且采用了ExoPlayer以后去除了大部分的C/C++层逻辑，剩下的jni通信基本都属于系统组件，譬如MediaCodec和AudioTrack，对于实现者来说可以当做透明，目前日登陆百万的用户量来看，MediaCodec在各个机型上兼容性较好，投诉较少（目前仅收到两例初始化MediaCodec失败的投诉）
3. ExoPlayer纯Java的实现，也帮助了我们尽可能收归各种错误信息，转换成业务错误码

总体来讲，剔除掉了不必要的逻辑后，代码更加的简洁，而且数据的路径也更加简短，这提升了可维护度和降低了出错概率。

其他的补充手段

仅仅靠换播放器内核和重新设计业务逻辑接入是没法做到极致的，这里还针对点播和广播（HLS）做了一些额外的优化

1. ExoPlayer是通过抛异常来上报各种播放错误的，起初我们把全部的异常都算在播放错误中，导致播放错误偏高，后来发现这里面很多异常其实是自己代码实现的逻辑问题，需要解决，所以播放错误仅仅应当统计播放下载过程中无法解决的问题，而不应该包括代码的逻辑缺陷，后者应当继续抛出crash，由bugly上报解决。
2. MediaExtractorPeriod和HlsMediaChunk的cancelLoadable()方法都没有调用dataSource的close()方法，这里我们加上了这个调用，原因在于快速切换节目时，如果不关闭前一个正在进行的连接有可能导致大量连接堆积会耗尽socket或者是Http连接池中的资源
3. 针对播放HLS中的BehindLiveWindow异常进行一定次数重试，该问题通常是资源问题或者连接太慢导致，可以通过重试恢复
4. 针对免流带来的连接超时问题，3.8版本加入了针对王卡优先直连（联通王卡类支持腾讯IP免流）的策略，也进一步提升了成功率

总结

只要保持代码架构的简洁和解耦，有着良好的错误信息反馈机制，加上长期的问题跟进，打造99.9%的成功率也不是难事，对吗。