与其说是分析，不如说是学习，只是看在自己第一次写系列文章的份上，给足自己面子，取个有"深度"的题目！如有人被题目所蒙骗进来，还望见谅！
URLProtocol,URLContext和ByteIOContext是FFMpeg操作文件(即I/O，包括网络数据流)的结构，这几个结构现实的功能类似于C++的多态继承吧，C++的多态是通过子类继承实现，而FFMpeg的“多态”是通过静态对像现实。这部分的代码非常值得C程序借鉴，我是说，如果你要在C里实现类似C++多态性的功能；比如当你要区分你老婆和情人之间的不同功能时。
好了，先来看一下这三个struct的定义吧
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typedef struct URLProtocol {
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const char*name; //Rotocol名称
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int (*url_open)(URLContext *h, const char *url, int flags); //open函数指针对象,以下类似
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int (*url_read)(URLContext *h, unsigned char *buf, int size);
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int (*url_write)(URLContext *h, unsigned char *buf, int size);
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int64_t (*url_seek)(URLContext *h, int64_t pos, int whence);
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int (*url_close)(URLContext *h);
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struct URLProtocol *next; //指向下一个URLProtocol，具体说明见备注1
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int (*url_read_pause)(URLContext *h, int pause);
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int64_t (*url_read_seek)(URLContext *h, int stream_index,int64_t timestamp, intflags);
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int (*url_get_file_handle)(URLContext *h);
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} |
备注1：FFMpeg所有的Protol类型都用这个变量串成一个链表，表头为avio.c里的URLProtocol *first_protocol = NULL;
每个文件类似都有自己的一个URLProtocol静态对象，如libavformat/file.c里
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URLProtocol |
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"file",
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file_open,
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file_read,
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file_write,
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file_seek,
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file_close,
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.url_get_file_handle = file_get_handle,
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}; |
再通过av_register_protocol()将他们链接成链表。在FFMpeg中所有的URLProtocol对像值都在编译时确定。
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typedef struct URLContext {
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#if |
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const AVClass *av_class; ///< information for av_log(). Set by url_open().
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#endif |
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struct URLProtocol *prot; //指向具体的I/0类型，在运行时通过文件URL确定，如是file类型时就是file_protocol
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int flags;
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int is_streamed; /**< true if streamed (no seek possible), default = false */
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int max_packet_size; /**< if non zero, the stream is packetized with this max packet size */
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void *priv_data; //指向具体的I/O句柄
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char *filename; /**< specified URL */
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} |
不同于URLProtocol对象值在编译时确定，URLContext对象值是在运行过程中根据输入的I/O类型动态确定的。这一动一静组合起到了C++的多态继承一样的作用。URLContext像是基类，为大家共同所有，而URLProtocol像是子类部分。
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typedef struct {
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unsigned char *buffer;
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int buffer_size;
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unsigned char *buf_ptr, *buf_end;
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void *opaque;
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int (*read_packet)(void *opaque, uint8_t *buf, int buf_size);
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int (*write_packet)(void *opaque, uint8_t *buf, int buf_size);
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int64_t (*seek)(void *opaque, int64_t offset, int whence);
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int64_t pos; /**< position in the file of the current buffer */
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int must_flush; /**< true if the next seek should flush */
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int eof_reached; /**< true if eof reached */
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int write_flag; /**< true if open for writing */
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int is_streamed;
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int max_packet_size;
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unsigned long checksum;
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unsigned char *checksum_ptr;
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unsigned long (*update_checksum)(unsigned long checksum, const uint8_t *buf, unsigned int size);
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int error; ///< contains the error code or 0 if no error happened
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int (*read_pause)(void *opaque, int pause);
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int64_t (*read_seek)(void *opaque, int stream_index,
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int64_t timestamp, int flags);
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} |
ByteIOContext是URLContext和URLProtocol 一个扩展，也是FFMpeg提供给用户的接口，URLContext 和URLProtocol对用户是透明，我们所有的操作是通过ByteIOContext现实。这几个struct的相关的关键函数有：
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int av_open_input_file(AVFormatContext **ic_ptr, const char *filename,
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AVInputFormat *fmt,
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int buf_size,
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AVFormatParameters *ap)
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{ |
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int url_fopen(ByteIOContext **s, const char *filename, int flags)
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{
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url_open(URLContext **puc, const char *filename, int flags)
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{
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URLProtocol *up;
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//根据filename确定up
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url_open_protocol (URLContext **puc, struct URLProtocol *up, constchar *filename, int flags)
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{
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//初始化URLContext对像，并通过 up->url_open()将I/O打开将I/O fd赋值给URLContext的priv_data对像
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}
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}
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33 |
url_fdopen(ByteIOContext **s, URLContext *h)
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{
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//初始化ByteIOContext 对像
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}
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}
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} |
AVInputFormat、AVOutputFormat与URLProtocol类似，每一种文件类型都有一个AVInputFormat和 AVOutputFormat静态对像并通过av_register_input_format和av_register_output_format函数链成一个表，其表头在utils.c：
/** head of registered input format linked list */
AVInputFormat *first_iformat = NULL;
/** head of registered output format linked list */
AVOutputFormat *first_oformat = NULL;
AVInputFormat和AVOutputFormat的定义分别在avformat.h，代码很长，不贴出来浪费空间了。
当程序运行时，AVInputFormat对像的
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int av_open_input_file(AVFormatContext **ic_ptr, const char *filename,
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AVInputFormat *fmt,
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int buf_size,
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AVFormatParameters *ap)
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{ |
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fmt = av_probe_input_format(pd, 0);//返回该文件的AVInputFormat类型
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} |
至于AVOutputFormat嘛，下次再说吧，晚安！
AVFormatContext在FFMpeg里是一个非常重要的的结构，是其它输入、输出相关信息的一个容器，需要注意的是其中两个成员： struct AVInputFormat *iformat;//数据输入格式 struct AVOutputFormat *oformat;//数据输出格式这两个成员不能同时赋值，即AVFormatContext不能同时做为输入、输出格式的容器。AVFormatContext和AVIContext、FLVContext等XXXContext之间像前面讲的URLContext和URLProtocol的关系一样，是一种"多态"关系，即AVFormatContext 对像记录着运行时大家共有的信息，而各个XXXContext记录自己文件格式的信息，如AVIContext、FLVContext等。 AVInputFormat->priv_data_size记录相对应的XXXContext的大小，该值大小在编译时静态确定。 AVFormatContext的void *priv_data记录XXXContext指针。AVFormatContext对像的初始化主要在AVInputFormat的read_header函数中进行，read_header是个函数指针，指向具体的文件类型的read_header，如flv_read_header()，avi_read_header()等，AVFormatContext、 AVInputFormat和XXXContext组成一起共同完成数据输入模块，可以出来粗鲁的认为，AVFormatContext是一个类容器，AVInputFormat是这个类的操作函数集合，XXXContext代表该类的私有数据对像。AVFormatContext还有个重要的成员 AVStream *streams[MAX_STREAMS];也是在read_header里初始化，这个等会儿再讲。 前几篇说的都还是数据源文件格式解析部分，哪么解析完后呢，读出的数据流保存在哪呢？正是现在讲的AVStream对像，在AVInputFormat 的read_header中初始化AVFormatContext对像时，他会解析出该输入文件有哪些类型的数据流，并初始化 AVFormatContext的AVStream *streams[MAX_STREAMS];一个AVStream代表一个流对像，如音频流、视频流，nb_streams记录流对像个数。主版本号大于53时MAX_STREAMS为100，小于53为20。AVStream也是个容器，其void *priv_data;//
成员变量指向具体的Stream类型对像，如AVIStream。其
AVCodecContext *actx;//记录具体的编解容器，这个下面会讲
也在这读头文件信息里初始化。
主要相关的函数有
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int av_open_input_file(AVFormatContext **ic_ptr, const char *filename,
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AVInputFormat *fmt,
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int buf_size,
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AVFormatParameters *ap)
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{ |
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av_open_input_stream(AVFormatContext **ic_ptr,ByteIOContext *pb, const char*filename,AVInputFormat *fmt, AVFormatParameters *ap)
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{
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fmt.read_header()//调用具体的AVInputFormat的read_header，如avi_read_header
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{
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//根据文件头信息初始化AVStream *streams及AVStream里的
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//void *priv_data和AVCodecContext *actx;成员对像
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}
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}
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} |
他们之间的关系和URLProtocol、URLContext之间是一样的，AVCodecContext动态的记录一个解码器的上下文信息，而 AVCodec是每个解码器都会拥有一个自己的静态对像，并通过avcodec_register()函数注册成一个链表，表头在utils.c里定义
static AVCodec *first_avcodec = NULL;
AVCodecContext的enum CodecID codec_id成员记录者当前数据流的Codec，void *priv_data记录具体Codec所对应的上下文信息对像的指针，如MsrleContext。这三个结合起来现实数据解码的作用。我们可以傻逼的认为AVCodecContext是这个解码模块的容器类，Codec是操作函数集合，类似MsrleContext的就是操作数据对像。
他们之间关系的确立：
每一个解码类型都会有自己的Codec静态对像，Codec的int priv_data_size记录该解码器上下文的结构大小，如MsrleContext。这些都是编译时确定的，程序运行时通过 avcodec_register_all()将所有的解码器注册成一个链表。在av_open_input_stream()函数中调用 AVInputFormat的read_header()中读文件头信息时，会读出数据流的CodecID，即确定了他的解码器Codec。
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typedef struct AVPicture {
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uint8_t *data[4];
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int linesize[4]; ///< number of bytes per line
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} |
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typedef struct AVFrame
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{ |
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uint8_t *data[4]; // 有多重意义，其一用NULL 来判断是否被占用
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int linesize[4];
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uint8_t *base[4]; // 有多重意义，其一用NULL 来判断是否分配内存
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//......其他的数据
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} |
从定义上可知，AVPicture是AVFrame的一个子集，他们都是数据流在编解过程中用来保存数据缓存的对像，从int av_read_frame(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)函数看，从数据流读出的数据首先是保存在AVPacket里，也可以理解为一个AVPacket最多只包含一个AVFrame，而一个 AVFrame可能包含好几个AVPacket，AVPacket是种数据流分包的概念。记录一些音视频相关的属性值，如pts,dts等，定义如下：
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typedef struct AVPacket {
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int64_t pts;
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int64_t dts;
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uint8_t *data;
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09 |
int size;
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10 |
11 |
int stream_index;
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12 |
13 |
int flags;
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int duration;
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void (*destruct)(struct AVPacket *);
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void *priv;
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21 |
int64_t pos; ///< byte position in stream, -1 if unknown
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23 |
int64_t convergence_duration;
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} |