全栈修炼

15 03月

创建 Node.js 视频流应用之后端

2022-03-15 全栈修炼

创建 Node.js 视频流应用之后端

在本文中，将展示一个非常简单的 Node.js 应用程序，用于在线流媒体视频传输。本文仅涵盖后端，在下一部分中，将使用 Vue.js 创建前端。话不多说，下面开始进入主题。

源码地址：https://github.com/QuintionTang/vue-video-stream

初始化

创建项目文件夹 vue-video-stream ，进入文件夹，再创建文件夹 express-service ，用户存放后端服务相关代码，进入express-service ，运行 npm init 初始化配置并安装相关依赖项，如下：

npm install express cors --save
npm install -D nodemon

安装完成后修改 package.json 中的调试及启动脚本，如下：

"scripts": {
    "start": "node ./index.js",
    "debug": "nodemon --trace-warnings --inspect=0.0.0.0:9229 ./index.js"
}

至此完成了后端服务的初始化，接下来完成主体部分。

主体逻辑

主体逻辑的代码主要在文件 index.js 文件中，如下：

const express = require("express");
const cors = require("cors");

const app = express();
app.use(cors());

app.get("/", (req, res) => {
    // 根目录路由
});

const PORT = process.env.PORT || 8100;

app.listen(PORT, () => {
    console.log(`服务运行端口：${PORT}`);
});

在流媒体传输视频的目录中 express-service 添加一个新的 index.html 文件。文件的 src 必须指向要继续进行流媒体传输的服务器端点。

注意：这里的 index.html 文件主要用于演示后台服务，后续将会使用 VUE 来替换。

<!DOCTYPE html>
<html lang="zh">

    <head>
        <meta charset="UTF-8" />
        <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=edge" />
        <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0" />
        <title>流媒体传输 Express 服务</title>
        <style type="text/css">
            body {
                margin: 0px;
                padding: 0px;
                background-color: #000;
            }

            video {
                position: absolute;
                width: 800px;
                left: 50%;
                top: 50%;
                -webkit-transform: translate(-50%, -50%);
                -moz-transform: translate(-50%, -50%);
                transform: translate(-50%, -50%);
            }
        </style>
    </head>

    <body>
        <video src="/video/20220315" width="800px" height="auto" controls autoplay id="videoPlayer"></video>
    </body>

</html>

现在需要设置 /video 路由和控制器逻辑，作为索引路由，还需要发送这个 HTML 文件进行渲染。接下来更新 index.js 文件代码，如下：

const express = require("express");
const cors = require("cors");

const app = express();
app.use(cors());

app.get("/", (req, res) => {
    // 根目录路由
    res.sendFile(__dirname + "/index.html");
});
// 视频路由
app.use("/video", require("./routes/index"));

const PORT = process.env.PORT || 8100;

app.listen(PORT, () => {
    console.log(`服务运行端口：${PORT}`);
});

接下来在目录 express-service 创建文件夹 routes ，在文件夹中创建脚本文件 index.js ，代码如下：

const router = require("express").Router();
const videoController = require("../controller/videoController");

router.get("/:videoId", videoController.streamVideo);

module.exports = router;

在目录 express-service 创建文件夹 controller ，在文件夹中创建脚本文件 videoController.js ，代码如下：

const fs = require("fs");
module.exports.streamVideo = (req, res) => {
    const range = req.headers.range;
    const videoId = req.params.videoId; // ID或者视频文件名称
    if (!range) {
        res.status(400).send("无效Range");
    }
    const processPath = process.cwd(); // 获取服务运行路径
    const videoPath = `${processPath}/resources/${videoId}.mp4`;
    const videoSize = fs.statSync(videoPath).size;
    const chunkSize = 10 ** 6; // 1 mb
    const start = Number(range.replace(/\D/g, ""));
    const end = Math.min(start + chunkSize, videoSize - 1);
    const contentLength = end - start + 1;
    const headers = {
        "Content-Range": `bytes ${start}-${end}/${videoSize}`,
        "Accept-Ranges": "bytes",
        "Content-Length": contentLength,
        "Content-Type": "video/mp4",
    };
    res.writeHead(206, headers);
    const videoStream = fs.createReadStream(videoPath, { start, end });
    videoStream.pipe(res);
};

下面就来介绍 videoController 的主要逻辑，在请求 headers中，提取了 range（ range 是当前在视频缓冲区中的部分）。如果range不存在，抛出一个错误。否则，在文件系统中找到该文件。

然后，设置要随每个并发请求发送的块大小（代码中设置为 1 MB， Math.pow(10,6) 或简单的 10 ** 6）。然后定义开始和结束变量，start 变量决定了发送的视频的起点，对于 end 变量，需要确定 (start +chunk) 或视频大小长度之间的最小值，避免超出。

最后，确定实际发送的内容长度，内容长度是开始值和结束值之间的差异。然后使用刚刚在它上面计算的值生成的 headers 对象。在代码的最后一部分，发送一个内容响应 (206)，它是 express框架的一部分，并使用 fs（Node.js 核心）模块将该响应与读取流进行管道传输。

现在来启动服务，执行如下：

npm run start

如果是要调试代码，避免手动重启，可以执行一下命令：

npm run debug

这样在修改 js 代码后服务将会自动重启。

启动后在浏览器中输入 http://127.0.0.1:8100/，就可以看到如下效果：

创建 Node.js 视频流应用之后端效果

在下一部分中，将使用 Vue.js 设计前端，敬请关注。

node.jsexpressnodemon