進入正題，這次的主要內容 

• 理解 AVAssetResourceLoaderDelegate 的使用 

• 快取下載的實現 

• VIMediaCache 提供了哪些 API

接下來會介紹通過使用 AVAssetResourceLoader，在不改變 AVPlayer API 的情況下，對播放的音視訊進行快取。

前戲

現在市場上各種各樣的應用，充滿了多媒體資訊，而聲音和視訊又是體積最大的檔案，如果直接使用 URL 通過 AVPlayer 播放，系統並不會做快取處理，等下次再播又要重新下載，對網路狀況差的使用者來說這就是災難。若是下載好再播，同樣要等待全部下載完成，也是很痛苦。

我們最理想的快取方案是：邊播放，邊快取。

我在早期加入美拍團隊的時候，實際上已經有了邊下邊播的功能，當時選擇了使用 HTTPServer，在本地開啟一個 http 伺服器，把需要快取的請求地址指向本地伺服器，並帶上真正的 url 地址。

早期的美拍都是不到 20s 的短視訊，後面加長了視訊時間，但考慮到使用者裝置容量問題，我們只對短視訊做視訊快取。一直髮展到現在，平臺上現在大多數的視訊都是長視訊，真正使用到快取功能的頻率已經很低。那麼問題就來了，HTTPServer 不管我們有沒有使用快取功能，都要在應用開啟的時候默默開啟，這真的是很浪費了。並且我們引入 HTTPServer 庫也會增加一些包體積。

理解 AVAssetResourceLoaderDelegate 的使用

那麼在一段尋覓之下，發現了最適合做邊下邊播快取的工具。AVAssetResourceLoaderDelegate：一個 iOS 6 就被開放出來，專門用來處理 AVAsset 載入的工具。

AVURLAsset *urlAsset = ...
[urlAsset.resourceLoader setDelegate:<AVAssetResourceLoaderDelegate> queue:dispatch_get_main_queue()];

只要找一個物件實現了 AVAssetResourceLoaderDelegate 這個協議的方法，丟給 asset，再把 asset 丟給 AVPlayer，AVPlayer 在執行播放的時候就會去問這個 delegate：喂，你能不能播放這個 url 啊？然後會觸發下面這個方法：

- (BOOL)resourceLoader:(AVAssetResourceLoader *)resourceLoader shouldWaitForLoadingOfRequestedResource:(AVAssetResourceLoadingRequest *)loadingRequest 

我們在這個方法中看看 request 裡面的 url 是不是我們支援的，如果能支援就返回 YES！然後就可以開心的一邊下視訊資料，一邊塞資料給 AVPlayer 讓它顯示視訊畫面。

先不管下載和快取，實現上，可以分為兩步：1. 需要知道如何請求資料，url 是什麼，下載多少資料。2. 下載好的資料怎麼塞給 AVPlayer

1. 如何請求資料

在上面的回撥方法中，會得到一個 AVAssetResourceLoadingRequest 物件，它裡面的屬性和方法不多，為了減少干擾，我精簡了一下這個類的標頭檔案，只留下我們會用到以及需要解釋的屬性和方法：

@interface AVAssetResourceLoadingRequest : NSObject 
 
 @property (nonatomic, readonly) NSURLRequest *request;
 
 @property (nonatomic, readonly, nullable) AVAssetResourceLoadingContentInformationRequest *contentInformationRequest NS_AVAILABLE(10_9, 7_0);
 
 @property (nonatomic, readonly, nullable) AVAssetResourceLoadingDataRequest *dataRequest NS_AVAILABLE(10_9, 7_0);
 
 - (void)finishLoading NS_AVAILABLE(10_9, 7_0);
 
 - (void)finishLoadingWithError:(nullable NSError *)error;
 
 @end 

在 AVAssetResourceLoadingRequest 裡面，request 代表原始的請求，由於 AVPlayer 是會觸發分片下載的策略，還需要從dataRequest 中得到請求範圍的資訊。有了請求地址和請求範圍，我們就可以重新建立一個設定了請求 Range 頭的 NSURLRequest 物件，讓下載器去下載這個檔案的 Range 範圍內的資料。

2. 塞資料給 AVPlayer

當 AVPlayer 觸發下載時，總是會先發起一個 Range 為 0-2 的資料請求，這個請求的作用其實是用來確認視訊資料的資訊，如檔案型別、檔案資料長度。當下載器發起這個請求，收到服務端返回的 response 後，我們要把視訊的資訊填充到  AVAssetResourceLoadingRequest 的 contentInformationRequest 屬性中，告知下載的視訊格式以及視訊長度。

AVAssetResourceLoadingRequest 在 - (void)finishLoading 的時候，會根據 contentInformationRequest 中的資訊，去判斷接下去要怎麼處理。例如：下載 AVURLAsset 中 URL 指向的檔案，獲取到的檔案的 contentType 是系統不支援的型別，這個 AVURLAsset 將無法正常播放。

獲取完視訊資訊後，會收到剛才指定的 2 Byte 的 data 資料，下載到的資料怎麼辦？ 可以塞給 AVAssetResourceLoadingRequest 裡的 dataRequest 。 dataRequest 裡面用 - (void)respondWithData:(NSData *)data; 專門用來接收下載的資料，這個方法可以呼叫多次，接收增量連續的 data 資料。

當 AVAssetResourceLoadingRequest 要求的所有資料都下載完畢，呼叫 - (void)finishLoading 完成下載，AVAssetResourceLoader 會繼續發起之後的資料片段的請求。如果本次請求失敗，可以直接呼叫 - (void)finishLoadingWithError:(nullable NSError *)error; 結束下載。

流程圖

完整實現的主流程是這樣的

重試機制

在實際的測試中，發現AVAssetResourceLoader 在執行載入的時候，會時不時的觸發取消下載呼叫 - (void)resourceLoader:(AVAssetResourceLoader *)resourceLoader didCancelLoadingRequest:(AVAssetResourceLoadingRequest *)loadingRequest，然後重新發起載入請求的策略。如果下載了部分，那麼重新發起的下載請求會從還沒有下載的部分開始。

AVAssetResourceLoaderDelegate 中還有 3 個方法可以針對特殊場景做處理，不過在目前的環境中都用不到所以可以選擇不實現這些方法。

快取下載的實現

我們已經知道 AVAssetResourceLoaderDelegate 的實現機制，當 AVAsset 需要載入資料時會通過 delegate 告訴外部，外部接管整個視訊下載過程。

接管了視訊下載，便可以對視訊資料做任何事情。比如：快取、記錄下載速度、獲得下載進度等等。

實現一個下載器，就是用 URLSession 開啟一個 DataTask 請求資料，把接收到的資料塞給 DataRequest 並寫入本地磁碟。在實現下載器時主要有三個注意的點：1. Range 請求2. 可取消下載3. 分片快取

1. Range 請求

每次得到的 LoadingRequest 帶有請求資料範圍的資訊，比如期望請求第 100 位元組到 500 位元組，在建立 URLRequest 時需要設定 HTTPHeader 的 Range 值。

NSString *range = [NSString stringWithFormat:@"bytes=%lld-%lld", fromOffset, endOffset];
[request setValue:range forHTTPHeaderField:@"Range"];

2. 可取消下載

AVAsset 在載入視訊時，經常會在某次資料請求還沒有完成時觸發取消下載，然後發起一個新的 LoadingReqeust。這個機制是 AVAsset 裡的黑盒，具體邏輯無法得知，比較像是 AVAsset 的一種重試機制。 作為下載器，在收到取消通知時，需要立刻停止下載。由於 DataRequest 的 cancel 操作是非同步的，就有可能在 cancel 還未完成時，下一個 LoadingRequest 就已經到來，所以還需要需要保證同一個 URL 只能同時存在一個下載器在下載，否則會出現資料混亂的問題。

3. 分片快取

如果只是單純的下載視訊，資料單調遞增，快取處理還是比較容易。然而現實是使用者對 player 的 seek 操作給視訊的快取管理帶來了巨大的挑戰，一旦涉及到使用者操作，可能性就越多，複雜度也會越高。

沒有 seek 的情況：網速正常時快取資料比播放時間走得開，正常播放；網速慢時，播放器 loading，直到有足夠的資料量進行播放，如果網速一直很慢就會播幾秒卡一下。

當加入 seek 後會有三種可能：

• 視訊完全下載好，這時 seek 只需讀取相應快取

• 視訊下載一半，使用者 seek 到未下載部分，LoadingRequest 請求的部分全部都是未下載的資料。這時需要取消正在下載的資料，然後從 seek 的點開始下載資料。為了支援 seek 操作，下載器就需要支援分片快取。目前使用的解決方案是下載的視訊資料會根據請求的 Range 值，把資料儲存到檔案中對應的偏移值位置，並且每個視訊檔案都會另外再儲存一個與之對應的下載資訊檔案。這個資訊檔案會記錄當前下載了多少資料，總共有多少資料，下載了哪些片段的資料等資訊，之後的快取管理會非常依賴這個配置檔案。

• 視訊被 seek 了多次，使用者 seek 到一個時間點，LoadingRequest 請求的部分包含了已下載和未下載的部分。

這種情況是最複雜的！簡單的做法是，當成上面的情況來處理，全部都重新下載，雖然邏輯簡單，但這個方案會下載多次同樣的資料，不是最最優解。 

我的目標當然是做最優的解決方案，但也是複雜高很多的解決方案。

在收到 LoadingRequest 的請求範圍後，下載器會先獲取已經下載的資料資訊，把已下載的分片資訊分別建立一個 action，再把需要遠端下載的分片資料分別建立一個 action。最終組合就可能是 LocalAction(50-100 bytes) + RemoteAction(101-200 bytes) + LocalAction(201-300 bytes) + RemoteAction(300-400 bytes)。每一個 action 會按順序獲取資料再返回給 LoadingRequest。

VIMediaCache 提供了哪些 API

基本使用

VIMediaCache 主要提供了 VIResourceLoaderManager，這個類實現了 AVAssetResourceLoaderDelegate，並且提供了初始化一個 AVPlayerItem 的方法，平時使用時，只需用 VIResourceLoaderManager 建立一個 AVPlayerItem ，AVPlayer 再用這個 playerItem 初始化，AVPlayer 在播放的時候就會自動快取了。

VIResourceLoaderManager *resourceLoaderManager = [VIResourceLoaderManager new];
self.resourceLoaderManager = resourceLoaderManager;
AVPlayerItem *playerItem = [resourceLoaderManager playerItemWithURL:url];
AVPlayer *player = [AVPlayer playerWithPlayerItem:playerItem];

快取管理

所有快取相關的資訊都在 VICacheManager 類中。目前提供了下載進度通知、修改快取目錄、根據 url 獲取快取地址、根據 url 獲取快取資訊、計算快取大小、清除快取等功能。詳情可看標頭檔案

錯誤回撥 

在下載視訊時，出現錯誤無法正常下載是比較容易出現的。我們自己實現了 AVAssetResourceLoaderDelegate 在第一次請求就丟擲錯誤的話，播放器會馬上提示錯誤狀態，而如果是已經響應了部分資料，再拋錯誤，AVAssetResourceLoader 會忽略錯誤而一直處於 loading，直到超時。這種情況就比較尷尬，所以 VIResourceLoaderManager 提供了 delegate，如果內部出現錯誤，就會丟擲錯誤，再又外部業務決定是如何處理。

注意：同一時間同一個 url 不能有多次下載： 由於快取內部實現是對每一個 url 都共用同一個下載配置檔案，如果同時有多次對同一個 url 進行下載，這個檔案下載資訊會被同時修改，下載資訊會變得混亂。 MediaCache 內部做了簡單的處理，如果正在下載某 url，這時再想嘗試下載同樣的 url 會直接丟擲錯誤，提示無法開始下載。

已知問題

播到一半聲音停了，視訊正常播

比較低概率，在美拍上測試時有短視訊會出現

弱網下一直loading到超時，但是檔案都是已經下載好了

沒有呼叫 AVPlayer 的 play 在弱網下會造成，AVPlayerLayer 一直無法達到 readyForDisplay 的情況

以上問題暫時沒有很好的解決方案，因為 ResourceLoader 的實現只能做到控制快取，但 AVPlayer 內的具體實現機制並不清楚，在快取沒有問題的情況下出現問題，很難去追根溯源尋找問題的根本原因。

吐槽

在實現 AVAssetResourceLoaderDelegate 的時候，文件非常少，幾乎只能一邊看標頭檔案中的文件一邊執行測試才能知道  AVAssetResourceLoaderDelegate 真正的執行機制。

另外最大的坑是 AVAssetResourceLoaderDelegate 的內部機制是個沙盒， 因為這個沙盒裡面做了很多視訊播放處理，導致遇到播放時出問題很難排查是什麼原因引起，只能不斷嘗試去找規律....

小結

回顧全文，理解 AVAssetResourceLoaderDelegate 的原理和實現機制，再到自己實現一個 Downloader，講了會遇到的幾個坑以及如何解決，最後簡單介紹了 MTMediaCache 如何使用。啊嘞，你都看完了，來來來快把 VIMediaCache 用起來

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