本文是 《直播疑难杂症排查》系列的第二篇文章，我们主要分析下如何排查播放卡顿问题。
1. 播放卡顿的表现
播放卡顿的表现总结下来包括但不限于以下这些：
- 频繁出现缓冲
- 播放不够流畅，画面一卡一卡的
2. 常见播放卡顿问题排查
从代码层面来看，什么是卡顿？其实是指播放器渲染的帧率太低，比如：1s 显示 3～5 帧，或者渲染完一帧后，过很久才渲染下一帧。
因此，我们需要排查，是什么原因导致了播放器无法流畅地渲染数据，通常可能有如下几大类：
- 网络带宽不足
- 播放设备性能不足
- 视频流时间戳问题
下面我们一一来分析下具体的原因。
2.1 网络带宽不足
一个完整的直播应用，简单来说数据流是下面这样的：
主播 -> CDN -> 观众
因此，直播出现卡顿，三个端都可能是问题的源头：
- 主播端的网络不好，导致推流上行不稳定
- 服务端的线路质量不好，导致分发不稳定
- 观众端的网络不好，导致拉流下行不稳定
那么，我们如何确切地判断是哪一个环节出了问题导致的播放卡顿呢 ？
2.1.1 如何判断主播网络不好
主播端网络不好，直接影响到的就是千千万万的观众，因此，如果发现所有的观众都出现频繁卡顿，那么多半就是主播端的问题了。
（1）带宽测试
用带宽测试工具：http://www.speedtest.net/ 测试下主播的带宽，如果主播的上行带宽明显小于推流的码率，那么肯定会出现推流帧率不稳定。
（2）统计回调
一般的推流 SDK 都会统计主播推流的实时视频帧率，如果预设的帧率是 20fps，但是实际的帧率低得很多，比如 5fps，排除手机性能低的原因的话，多半也是网络带宽不足引起的。
（3）CDN 厂商给出的后台统计
比如，七牛直播云就给我们的每一个客户提供了如下的后台 Portal 界面，可以用于监控每一个主播的实时推流情况：
从这个图来看，该主播的推流上行其实还是蛮稳定的，一直在 20 fps 左右。
2.1.2 如何判断观众端网络不好
观众是整个直播的终端环节，一般如果不是大面积的观众出现卡顿，那么很可能是这个观众自身的网络问题，可以考虑切换到别的 WiFi 网络，或者 4G 下播放试试，我们还可以通过如下手段，具体确认下是网络的原因
（1）带宽测试
跟主播端类似，我们依然可以用带宽测试工具，测试下观众端的带宽，如果该观众的带宽明显低于主播的推流码率，那么肯定会出现卡顿。
（2）网络质量测试
可以在观众端的网络下，ping 一下播放域名，看看当前丢包率是多少，一般好的网络，ping 值的丢包率是 0%
当然，还有一些更加专业的网络性能测试工具，如 iperf，这里就不展开详细的介绍了。
2.1.3 如何判断 CDN 线路不好
如果排除了主播端上行网络原因以及观众端下行的网络原因，那么，剩下的就很可能是 CDN 线路质量原因了。
关于 CDN 线路质量，一方面可以通过联系 CDN 厂商来排查，另一方面，也可以通过播放端的打点上报，统计出各家 CDN 的线路质量（比如：首开，卡顿率），分地区做一些线路的调整和优化。
2.2 播放设备性能不足
越高清的码率，对解码的要求也越高，很多手机性能不足以支撑 720P 甚至 1080P 的视频解码，特别是很多低端的 Android 手机，因此导致实际解码播放的帧率远小于视频码流的实际帧率，从而产生卡顿。
解决这个问题的思路主要有如下几个方面：
- 尽可能选择使用硬解，充分利用 GPU 加速
- 如果有多种码流，尽可能在低端机上选择非高清码流
- 增大缓冲区，有助于缓解解码不稳定带来的卡顿
2.3 视频流时间戳问题
这个问题也遇到的比较多，特别是客户自己写的推流 SDK 或者码流经过一些转码处理后，没有处理好音视频时间戳从而产生的问题。播放器一般是严格根据码流中的音视频的时间戳来做音画同步的，因此，如果码流中的音视频时间戳出现错误，肯定会影响到播放画面的渲染时机。
例如，曾经遇到一个流的时间戳信息如下：
可以看到，它的视频时间戳出现了 “回退”，而播放器一般 master 主时钟是单调递增的，当后来的视频帧小于了当前的主时钟，播放器就会做丢帧处理，从而导致播放的视频帧率远低于实际码流中的视频帧率，从而产生卡顿现象。
这个问题的排查，大家可以修改 ffplay 源码，把读取到的每一帧音频、视频的时间戳打印出来看看，这里我给出对 ffplay 的修改 commit 记录，大家可以参考一下：
https://github.com/Jhuster/pili-ffmpeg/commit/4d0476faba5016b291c2eed2c0a2cd6fe303bd50
3. 小结
关于播放卡顿的问题排查大致就介绍道这里了，有任何疑问欢迎来信 [email protected] 交流，另外，欢迎关注我的新浪微博 @卢_俊 或者 微信公众号 @Jhuster 获取最新的文章和资讯。
