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编程问答

图片播放技术总结

發布時間：2023/12/29 编程问答 29 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了图片播放技术总结小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.

1 概述

由于工作的項目上的需求，需要在瀏覽器上不間斷的播放圖片，即像播放視頻一樣播放圖片。

后端支持采用Java實現，需要用Java編寫一個Http服務器，并提供WebSocket服務。前后端通過Http鏈接或WebSocket提供圖片瀏覽服務，前端采用JS輪詢或WebSocket推送的方式獲取圖片，瀏覽器顯示圖片有兩種方式：一種是采用連續切換圖片源，實現播放效果；另一種采用將圖片畫在canvas上面，實現播放。

要完成這個功能涉及到以下技術：

Http服務器的實現
高速的讀文件
WebSocket原理及實現
基于瀏覽器pull方式的http資源獲取
基于服務器端push方式的http資源獲取
JS播放圖片幀的性能

2 技術分析

2.1 Http服務器的實現

實現HTTP服務器比較容易，實現方式也有如下多種：

基于jdk中com.sun包下面的HttpServer來實現。（不推薦，com.sun不在java規范內，jdk升級可能會不兼容）
基于jetty或tomcat的嵌入式包來實現。此方式基于Servlet規范來實現的，較簡單且易于理解。
基于netty的方式實現。性能好，需要對NIO有了解，編程難度相對大一些。
基于vert.x的實現。這種方式底層還是采用netty實現，較簡單，但是也需要熟悉vert.x的編程模型。

我們采用jetty的方式實現，基于servlet3.0規范，可以支持異步請求方式。代碼如下：

public static void main(String[] args){Server server = new Server();ServerConnector connector = new ServerConnector(server);connector.setPort(8080);server.addConnector(connector);ServletContextHandler context = new ServletContextHandler(ServletContextHandler.SESSIONS);context.setContextPath("/");context.addServlet(new ServletHolder(new HelloServlet()), "/hello"); server.setHandler(context);try {// Initialize javax.websocket layerServerContainer wscontainer = WebSocketServerContainerInitializer.configureContext(context);// Add WebSocket endpoint to javax.websocket layerwscontainer.addEndpoint(EventSocket.class);server.start();server.dump(System.err);server.join();} catch (Throwable t){t.printStackTrace(System.err);} }

2.2 高速的讀文件

關于Java高速讀取文件可參考這篇文章：How to read files quickly
這篇文章得出四個結論：

為了減少I/O操作，每次應該讀一個byte數組，而不是一個byte字節，8K的byte數組就是一個好的選擇。
為了減少方法調用的開銷，每次應該獲取一個byte數組的數據，而不是一個byte字節。
為了減少線程同步鎖的開銷，要么減少線程同步方法的調用，要么采用非線程安全的類，如：FileChannel 和MappedByteBuffer。
為了減少在JVM/OS、internal buffers和應用程序數組之間的數據拷貝，要么使用帶有內存映射的FileChannel類，要么使用a direct or wrapped array ByteBuffer.

下面提高兩種高速讀取文件方法：

for (String filePath : fileList){try(FileChannel ch = new RandomAccessFile(filePath, "r").getChannel()){int size = (int) ch.size();MappedByteBuffer buf = ch.map(MapMode.READ_ONLY, 0, size);// 處理buf....} catch (IOException e) {e.printStackTrace();} } for (String filePath : fileList){try (SeekableByteChannel sbc = Files.newByteChannel(Paths.get(filePath), StandardOpenOption.READ)) {ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(10);// Read the bytes with the proper encoding for this platform. If// you skip this step, you might see something that looks like// Chinese characters when you expect Latin-style characters.//String encoding = System.getProperty("file.encoding");while (sbc.read(buf) > 0) {buf.rewind();// 處理buf...//System.out.print(Charset.forName(encoding).decode(buf));buf.flip();}} catch (IOException x) {System.out.println("caught exception: " + x);} }

2.3 WebSocket原理及實現

WebSocket的原理以及與Http區別可以參考：WebSocket與http的區別，以及它的原理，總體來說，原理及區別如下：

WebSocket和Http協議沒有太大的關系，WS只是借助Http實現了第一次握手，之后從http協議upgrade為ws://協議。
WS是持久性連接（類似socket），而HTTP的短連接、長連接都不是持久的。
WS協議是支持全雙工的，可以pull，亦可以push。

用Java實現WebSocket服務端：

@ClientEndpoint @ServerEndpoint(value="/events/") public class EventSocket{private static int DEFAULT_BUFFER_SIZE = 128 * 1024;// 8192private byte[] bytes;@OnOpenpublic void onWebSocketConnect(Session session, EndpointConfig config) {session.setMaxBinaryMessageBufferSize(DEFAULT_BUFFER_SIZE);}@OnMessagepublic void onWebSocketText(Session session, String message) throws Exception{System.out.println("Received TEXT message: " + message);bytes = ... // 讀取圖片文件字節// 發送圖片文件session.getAsyncRemote().sendBinary( ByteBuffer.wrap( this.bytes ) );}@OnClosepublic void onWebSocketClose(Session session, CloseReason reason){System.out.println("Socket Closed: " + reason);}@OnErrorpublic void onWebSocketError(Session session, Throwable cause){cause.printStackTrace(System.err);} }

2.4 瀏覽器并發請求與長連接

瀏覽器請求一般都是拉取服務器的資源，而請求方式分為短連接和長連接兩種，這篇文章介紹很清楚：HTTP的長連接和短連接

瀏覽器對后端資源的請求都是并發的執行的，不同的瀏覽器并發連接數不同。現在大多數瀏覽器都支持http1.1協議，默認都會開啟keep-alive，支持長連接。在瀏覽器對后端的資源發出請求，在開啟keep-alive情況下，都會復用連接通道。如果是不間斷的下載圖片，應該使用的是長連接通道復用功能。

2.5 Web服務器Push技術

實現服務器端Push有以下幾種方式：

Ajax輪詢。采用setInterval方法不停的調用
Ajax長輪詢。俗稱Comet方式，不需要重復建立連接，沒有響應就一直等，等到才關閉連接。
WebSocket
server-sent-events

Ajax輪詢原理還是pull的方式，不算真正的push，但是對一些老版本的瀏覽器是適用的。WebSocket優點是支持全雙工、可跨域。server-sent-server實現簡單，但只支持server到client單向傳輸，且IE系列都不支持。詳細內容參考： web服務器端推送技術簡介

除了上面一些方法外，還有一些其他方式，如：Flash XML Socket， Java Applet等非主流。

而在本案例中，如果采用WebSocket傳送圖片，可實現真正的服務器端不間斷的推送圖片數據，但是如果要實現并發傳送，必須自己在瀏覽器端來實現，否則，僅僅單連接的情況下不一定比瀏覽器的并發連接快。

2.6 JS播放圖片幀的性能

JS播放圖片有多種方式，如：

采用標簽，不停改變img的src屬性，實現播放。
采用Html5的Canvas，將Image對象畫在Canvas上，實現播放。
將圖片設置為Div的背景，不停的更換背景，實現播放。

采用標簽方式實現如下：

(function() {var i = 0;var pics = [ "andy_white.jpg", "andy_black.jpg" ];var el = document.getElementById('img_to_flip'); // el doesn't changefunction toggle() {el.src = pics[i]; // set the imagei = (i + 1) % pics.length; // update the counter}setInterval(toggle, 2000); })();

這種方式下瀏覽器CPU占用率非常高，在IE11和Chrome下，i3的CPU（T440P）占用都在60%左右，內存占用較少，大約在100M左右。CPU的消耗主要在瀏覽器對圖片的渲染上。
用Canvas替代標簽，CPU占用方面，IE11仍然占用那么高，Chrome能降一半。更換背景的方式沒有實驗。基于以上，采用Canvas的方式是一種比較好的選擇。

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轉載于:https://www.cnblogs.com/gjhuai/p/6807492.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的图片播放技术总结的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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