基于libmad 的简单MP3流媒体播放器的实现

6．数据接收线程和音乐播放线程

    由于是两个线程并发运行，且音乐播放线程线程运行速度较慢。如果网络速度较快，数据接收线程的接收缓冲区满后，如果当前音乐播放线程正在播放音乐，那么数据接收线程必须停止接收数据。如果不让数据接收线程进入等待状态，它会一直轮训音乐播放线程观察其是否需要数据，简单的轮询会浪费 CPU 资源，所以在这种情况下，有必要让数据接收线程进入等待状态。本文使用信号量机制，来动态控制线程的运行。数据接收缓冲区必须留出一定的空间，存放解码缓冲区中没有被解码的数据。那么要留出多少数据空间呢？至少应该留出一帧数据的空间。这里 8192 字节空间存放剩余的一帧 MPEG 数据，一般情况下应该够用。因此定义：

#define DECODE_BUF_SIZE   (8192*11)
#define GARD_SIZE         (8192*10)
static char decode_buf[DECODE_BUF_SIZE];
static char recv_buf[DECODE_BUF_SIZE];
      

  GARD_SIZE 是一次从 socket 读取数据字节数的最大值，而解码缓冲区的大小应该是比 GARD_SIZE 大 8192 字节，因此定义 DECODE_BUF_SIZE 为 (8192*11)。recv_buf 是数据接收缓冲区，decode_buf 是数据解码缓冲区。在拷贝数据到解码缓冲区的时候，上次未解码的数据，还被保存在解码缓冲区的开始部分，故拷贝数据的时候，必须拷贝到剩余数据的后面，程序例子如下：

memcpy(decode_buf + current_remain, recv_buf, current_read);
current_read += current_remain;
      

这里的 current_remain 表示上次解码线程中未解码的不完整 MP3 帧的数据字节数，current_read 表示当前接收线程接收到的实际数据字节数。两个缓冲区之间的数据拷贝操作如下图所示。

图 2：缓冲区之间的数据拷贝操作

数据接收线程和音乐播放线程之间的同步

   由于使用了双缓冲区保存数据，所以，在音乐播放线程播放音乐的时候，数据接收线程不能把数据拷贝到数据解码缓冲区，而是需要等待。当数据接收缓冲区满的时候，接收线程自己也需要等待。本文用到了 POSIX 信号量处理函数，实现了线程之间的同步。它们分别是：

#include <semaphore.h>
int sem_init(sem_t *sem, int pshared, unsigned int value); 
      

初始化信号量，第三个参数表示初始的信号量的计数。

int sem_wait(sem_t * sem);
      

sem_wait 阻塞当前线程的执行，直到信号量的计数非 0；然后，它会把信号量计数减 1，然后程序继续执行。相当于 P 操作。

int sem_post(sem_t * sem);
      

把 sem 指向的信号量计数加 1。相当于 V 操作。

int sem_destroy(sem_t * sem);
      

释放信号量对象。

在程序中，信号量定义及初始化为：

static sem_t empty_sem;
static sem_t decode_sem;
static sem_t copy_sem;
sem_init(&empty_sem, 0, 1);
sem_init(&decode_sem, 0, 0);
sem_init(©_sem, 0, 1);