拒绝卡顿,揭秘盒马鲜生 APP Android 短视频秒播优化方案

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舞动的程序
舞动的程序 2021年12月24日 00:03 发表

“ 短视频作为内容重要的承载方式,是吸引用户的重点,短视频的内容与体验直接关系到用户是否愿意长时停留。因此,体验的优化就显得尤为重要。本文我们来聊聊 Android 端短视频秒播的优化。”

优化前的盒马沉浸式短视频播放页面,体感和流畅度上与主流短视频 App 有明显差距。主要问题有播放封面闪屏、出流速度慢两个问题。所以优化的目标是解决盒马沉浸式短视频现有短板,与主流 App 的沉浸式短视频体验对齐,如抖音、手淘等。具体指标有:

  • 满足硬性指标:播放成功率、首帧时长、秒开率。
  • 满足用户体感流畅度。

(为反应用户观看短视频过程中的真实体验,盒马新增秒播体感指标:从用户划到视频,到视频首帧播放的时间。)

优化效果对比

首先我们来看一下优化前后与其他 App 的效果对比,点击下方链接查看视频:

拒绝卡顿,揭秘盒马鲜生 APP Android 短视频秒播优化方案

环境

  • 手机:Pixel 4
  • OS:Android 10
  • 播放器:淘宝播放器

问题分析

首页闪屏

盒马最初为了保证进入画面时不是空白页面而增加了封面图显示,在播放时隐藏。从体感指标可以看出,即便是优化前,体感播放时间很短,只有 200ms 左右(不包含滑动过程)。由于滑动过程中,到视频正式播放有约 600ms 左右时间显示封面,随后又迅速显示播放画面,此时用户仍有强烈的屏幕闪烁和顿挫感,体验极差。

解决思路:在滑动过程中就显示视频首帧画面,不再显示封面,则播放时不再产生顿挫感。这里的优化需要结合出流慢问题一起优化。

出流速度慢(播放体感慢)

服务端:服务端造成的出流速度慢,一般是文件大,网络链路差造成。可用 H.265 和 CDN 加速优化

客户端:客户端播放需要经历下载->加载+解码->渲染三个步骤,并且三个步骤为线性执行。所以在窗口播放画面前必然需要经过 1s 左右的准备工作。这里可以考虑提前执行下载->加载+解码。

优化方案选型

在优化前期,我们考虑了三种优化方案。

方案一:双播放器 + 预下载

优点:占内存小,思路简单。

缺点:优化力度有限,无法同时兼顾上滑和下滑。

方案二:自定义三播放器管理 + 预下载

优点:同时兼顾上下翻页,体验接近抖音。

缺点:播放器管理与回收实现复杂,容易错乱;占用内存高。

方案三:三播放器(基于 RecyclerView 的缓存机制实现)+ 预下载

优点:同时兼顾上下翻页,体验接近抖音,缓存机制由 RecyclerView 托管。

缺点:占用内存高,频繁创建和销毁播放器。

最终因为性价比因素,选择了第三个方案

方案三原理:翻页前

  • current 播放器开始播放视频 1。
  • pre,next 播放器分别加载视频数据 0 和 2。
  • 同时视频数据 3-7 加入预下载队列。

方案三原理:翻页后

  • 被 RecyclerView 回收的 holder 销毁播放器;
  • RecyclerView onBind 中的 holder 创建新的 next 播放器;
  • current 播放器开始播放视频 2;
  • pre 播放器 seek 0 并暂停, next 播放器创建并加载视频 3 文件;
  • 同时预下载清除未消费的队列,视频数据 4-8 加入预下载队列开始下载(此处已有缓存的视频不会被重复下载)。

具体优化方案

多播放器改造

为了解决体感上的顿挫和出流慢的问题,采用多播放器结合 RecyclerView 方案进行改造,步骤如下:

  1. 设置缓存数量:利用 RecyclerView 特性,配置 setItemViewCacheSize,确保内存中存在 3 个 holder(缓存的 1 个 holder,预创建 1 个 holder, 当前 holder)。
mRecyclerView.setItemViewCacheSize(1); // 设置缓存数量
  1. 重写 Adapter 的 onBindViewHolder, 用于创建播放器,并预加载解码视频内容,播放器控制解析到首帧时暂停。此时 onSurfaceCreated 尚未回调,画面未渲染至屏幕。

  2. 监听 onPageRelase 控制即将移除屏幕的播放器暂停,并 seekTo(0),方便滑回屏幕时立即播放。

  3. 监听 onPageSelected 控制即将进入屏幕的播放器开始播放。

注意:由于在 onBindViewHolder 期间已解码完成,这里只需要进入屏幕 1px,就会立即触发 Surface 的绘制(只会执行一次),即进入窗口的内容会显示视频的首帧画面。

  1. 重写 Adapter 的 onViewRecycled, 由于当前 holder 即将移出屏幕,移出方向上屏幕外的 holder 将被回收。此时回收并销毁播放器。

 多播放器+RecyclerView 原理图

三播放器让沉浸式短视频的体验大幅提高,主要解决了以下问题:

  • 上下滑动过程中,进入屏幕的画面为视频的第一帧画面,并且不会有视觉上的顿挫。
  • 正式播放前预创建播放器,并加载和解码,节省了播放视频之前的准备工作。(ps:这里还包括了下载的过程)。
  • 由于提前加载和解码,进入屏幕时,触发 Surface 瞬间渲染,视觉上无感知,因此播放视频前不再需要封面图,避免了封面图和首帧不一致导致的闪屏问题。

预下载优化

前面讲到了多播放器实现翻页秒播能力,在体验上有了非常大的改善,但由于预创建的播放器在加载时,同时需要下载视频文件,导致这里的下一个播放器准备好视频的时间会增加到 1s 左右。如果用户在播放器加载解码完成前滑至该视频,则会出现明显的黑屏,带来非常差的体验。

由于预加载的时间过长,且无法预知用户是否会快速滑动。这里需要提前进行下载和快速滑动检测。

关于预下载,我们首先要知道播放器内部播放过程。这里的本地代理是视频缓存机制实现的,具体参照下一章节。

播放器内部流程

预下载策略

这里,我们为了节约请求网络数据的过程,在播放之前提前下载视频的首帧片段,采用如下策略:

  • 文件大小:下载 1MB 视频文件的方式进行提前首帧下载。(ps:经测试 1MB 已包含了首帧,且文件相对较小)。
  • 提前量:提前 5 个下载量(pageSize 为 10 的情况)。
  • 并发情况:下载采用同步队列下载(避免异步下载导致带宽占用,正常播放的视频卡顿)。
  • 快滑优化:快滑清除下载队列,避免快滑过程中频繁触发下载。
  • 下载时机:loadMore 时将前 5 个推入队列;onPageSelected 时,跳过下一个开始起算 5 个视频推入队列(下一个视频由预加载的播放器自动下载,这里重复下载会导致视频花屏)。

快滑定义

当用户快速翻页时(onPageSelected 调用之前又滑了一下),onPageSelected 不会触发,onPageRelease 会触发多次。在 onPageRelease 中判断 release position 与 current postion 的差值如果 > 1 则表示用户至少快速翻页 1 次,此时定义为快滑状态,应当停止预下载和播放器预加载。

当 onPageSelected 回调时,说明用户没有继续翻页,此时取消快滑状态。开始执行预下载和恢复播放器预加载。

预下载流程图

缓存优化

目前盒马使用的播放器为淘宝内部播放器。播放器本身不存在文件缓存和预下载功能。在播放器重新创建后,即便是同一个视频也不会有文件缓存,需要重新下载。这里引入一个开源缓存框架 “com.danikula:videocache”。

方案原理

播放器播放的地址代理给本地的缓存服务,缓存服务负责转发数据流的同时进行文件保存如:

视频地址为:https://****.mp4。

本地代理地址为:http://127.0.0.1:8888 (假设端口号分配为 8888)。

代理后的地址为:本地代理地址 +视频地址(URL编码)。

即:http://127.0.0.1:8888/https%3A%2F%2F****.mp4

后续优化展望

关于多媒体的优化工作还有很多可以做。除了沉浸式秒播的场景外,我们还可以:

1. 对播放器的一般性场景进行秒播优化,如首页列表的卡片视频。

目前首页平均首帧画面需要 550ms,较长的有 1000s 以上,有明显的顿挫感。在沉浸式的方案基础上,我们可以提供一般性的预下载能力,从而减少播放器的下载渲染时长。

2. 续播和内存优化。

续播是另一个提升体验的方面,用户能够非常直观的感受连贯与否。

3. 页面单播放器托管。

大多场景下,一个页面只有一个播放器在播放,这就可以通过管理唯一的播放器实现页面播放器复用,从而优化内存和体验。

下周,我们将继续分享盒马 iOS端短视频续播的体验优化实践。敬请期待。

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