flv.js系列三：FLV格式解析

flv.js中音视频额分离器是FLVDemuxer, 看懂这里的代码之前先要了解FLV文件的数据格式及JS中如何读取指定二进制数据。

1 FLV文件格式

FLV是Flash Video的简称，是Adobe公司推出的流媒体文件格式，我们下面对数据的操作都基于FLV规范文档。整体结构如下图所示，由FLVHeader和FLVBody组成。

1.1 FLVHeader

FLVHeader是固定的9字节，其定义如下图：

对上图做一些说明，Type列定义该字段的长度，UI8代表8位无符号整型，一个字节。UI32代表32位无符号整型，四个字节。UB[5]代表一个字节的5位，UB[1]代表一个字节的1位。

第一个字节固定是 0x46 表示 F
第二个字节固定是 0x4c 表示 L
第三个字节固定是 0x56 表示 V
第四个字节指定FLV格式版本
第五个字节中 TypeFlagsAudio 表示是否有音频,TypeFlagsVideo 表示是否有视频
最后四个字节表示 FLVHeader的长度固定是数字 9

1.2 FLVBody与Tag

FLVBody就是由多个Previous TagSize和Tag组成，其中Previous TagSize占4个字节，而且第一个Previous TagSize的值为0。接下来我们看Tag的结构，Tag由Tag Header和Tag Data组成，其定义如下：

可以看到Tag Header的长度是11个字节。

2 二进制数据读取API

我们需要把ArrayBuffer类型的数据按照上面的FLV格式进行解析，需要借助于DateView视图类来完成二进制数据的读取和写入，下面看我们会遇到的API。

2.1 构造函数

来自MDN：

new DataView(buffer [, byteOffset [, byteLength]])。

参数说明：
buffer
现有对象ArrayBuffer或SharedArrayBuffer用作支持新DataView对象的存储。
byteOffset 可选的
到上述缓冲区中第一个字节的偏移量（以字节为单位），以供新视图引用。如果未指定，则缓冲区视图从第一个字节开始。
byteLength 可选的
字节数组中的元素数。如果未指定，则视图的长度将与缓冲区的长度匹配。

demo:

// create an ArrayBuffer with a size in bytes
const buffer = new ArrayBuffer(16);
// Create a couple of views
const view1 = new DataView(buffer);
const view2 = new DataView(buffer, 12, 4); //from byte 12 for the next 4 bytes
view1.setInt8(12, 42); // put 42 in slot 12
console.log(view2.getInt8(0));
// expected output: 42

2.2 获取数据的API

dataview.getUint8(byteOffset)
参数
byteOffset，从视图开始处读取数据的偏移量（以字节为单位）。
返回值，一个无符号的8位整数。

dataview.getUint32(byteOffset [, littleEndian])
参数
byteOffset，从视图开始处读取数据的偏移量（以字节为单位）。
littleEndian，可选的指示32位int是按小字节序还是大字节序格式存储的。默认是false。
返回值，一个无符号的32位整数。

这里只讲了两个用到的API，当然Dateview还有设置和读取有符号或者无符号 8位/16位/32位的API。

2.3 Endian字节序

内存中每一个字节是一个单位，对应一个内存地址，8位最大能表示0-255，如果要表示数字258就需要2个字节，字节序的作用就是规定这2个字节哪个表示高位哪个表示低位，如果内存地址低的表示低位就是小字节序littleEndian，相反就是大字节序。以表示258举例说明：

代码验证如下：

var buf = new ArrayBuffer(2);
var view = new DataView(buf);

view.setInt16(0, 258, true);  // little-endian write
let little = view.getUint8(0);
let big = view.getUint8(1);
    
 console.log(little) // 打印 2

 console.log(big) // 打印 1

3 位操作

二进制数据的位操作包括按位非(～)、按位与(&)、按位或(｜)、按位异或(^)、左移(<<)、右移(>>)、无符号右移(>>>)。js的API中只提供了读取8、16，32位等固定位的数据，对于其他位数的数据则需要用位操作进行读取。

3.1 读取字节中某一位是0或1

可以利用该字节的数与目标位所在的值进行与操作，这样就只保留字节中目标位的取值。例如读取第6和第8位的值。

let data = new Uint8Array(buffer)[0];
let hasAudio = (data & 4) === 4;
let hasVideo = (data & 1) === 1;

3.2 读取字节中连续几位所表示数值

先与这几位所表示的数值进行与操作，然后在右移到低位。
比如读取一个字节中的前5位所表示的数，前5位的值为248。

let data = new Uint8Array(buffer)[0];
let target = (data & 248) >> 3;

读取字节中其他位置的值也是同理。

3.3 多字节拼接大数据

虽然有获取多字节数据的API，但当不满足需求时，可以通过位移和按位或操作进行大数据的拼接。例如FLV tag中有一个时间戳拼接的地方是后8位的二进制应该拼接在24位前面构成32位的数字。

let v = new DataView(chunk, offset);
let ts2 = v.getUint8(0);
let ts1 = v.getUint8(1);
let ts0 = v.getUint8(2);
let ts3 = v.getUint8(3);
// 获取时间戳字段  ts3是 扩展字段 是时间戳的高8位
let timestamp = ts0 | (ts1 << 8) | (ts2 << 16) | (ts3 << 24);

4 总结

有了上面的FLV格式的文档，有了对二进制数据读取的方法，剩下的事情就是按照文档对每一个字段进行解析。

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