基于libmad 的简单MP3流媒体播放器的实现

    本文在 Fedora 5 Linux 下实现了一个基于 libmad 的 MP3 流媒体播放器。此流媒体播放器可以播放基于 HTTP 1.1 协议传输的 MP3 流媒体数据。

    基本原理是：从 HTTP 服务器获得 MP3 媒体信息，然后通过网络传输把 MP3 数据以数据流的形式接收到 MP3 流媒体播放器客户端，由客户端通过 libmad 解码 MP3 数据流，得到 PCM 音频数据，写入音频设备，播放音乐。本文的流媒体播放器只是实现了必要的简单功能，没有考虑太多情况。比如，没有考虑实时播放控制，这样的话就不能随意选取播放点进行播放。

    本文的 MP3 流媒体播放器创建两个线程，使用两个缓冲区保存 MP3 数据，可以一边下载数据，一边播放音乐。编译运行此 MP3 流媒体播放器需要安装 libmad (www.underbit.com/products/mad/) 以及 ALSA(Advanced Linux Sound Architecture) (http://www.alsa-project.org)相关的软件。ALSA包括4部分，分别是 sound driver, sound library , sound utilities 以及 tools。至少应该安装 sound driver, sound library 。编译程序时连接库的选项是：-lmad -lasound -lpthread。

    本文的 MP3 流媒体播放器使用双缓冲区，一个是数据接收缓冲区，另一个是数据解码缓冲区。主程序结构如下图所示，图中的蓝色线表示数据流向。

图 1：MP3 流媒体播放器主程序结构图

2．libmad简介

    MAD （libmad）是一个开源的高精度 MPEG 音频解码库，支持 MPEG-1（Layer I, Layer II 和 LayerIII（也就是 MP3）。LIBMAD 提供 24-bit 的 PCM 输出，完全是定点计算，非常适合没有浮点支持的平台上使用。使用 libmad 提供的一系列 API，就可以非常简单地实现 MP3 数据解码工作。在 libmad 的源代码文件目录下的 mad.h 文件中，可以看到绝大部分该库的数据结构和 API 等。

    本文用到的 libmad 中的主要数据结构有：struct mad_stream, struct mad_synth, struct mad_frame。它们的定义如下：

清单 1：libmad 中的主要数据结构

 
struct mad_stream {
  unsigned char const *buffer;     /* input bitstream buffer */
  unsigned char const *bufend;    /* end of buffer */
  unsigned long skiplen;          /* bytes to skip before next frame */
  int sync;                     /* stream sync found */
  unsigned long freerate;          /* free bitrate (fixed) */
  unsigned char const *this_frame; /* start of current frame */
  unsigned char const *next_frame; /* start of next frame */
  struct mad_bitptr ptr;           /* current processing bit pointer */
  struct mad_bitptr anc_ptr;       /* ancillary bits pointer */
  unsigned int anc_bitlen;         /* number of ancillary bits */
  unsigned char (*main_data)[MAD_BUFFER_MDLEN];
/* Layer III main_data() */
  unsigned int md_len;           /* bytes in main_data */
  int options;                   /* decoding options (see below) */
  enum mad_error error;          /* error code (see above) */
};