基于树表双索引结构的直播服务器的HLS会话管理方法与流程

本发明属于视频直播领域，尤其涉及一种基于树表双索引结构的直播服务器的hls会话管理方法。

背景技术：

1、目前常用于视频直播中的流媒体传输协议包括rtmp(real time messagingprotocol，实时消息传输协议)、hls(http live streaming，基于http的媒体流传输协议)、dash(dynamic adaptive streaming over http，基于http的动态自适应流)和webrtc(webreal-time communication，网页即时通信)等。相对于常见的流媒体协议，hls最大的不同之处在于它并不是一次请求完整的数据流，而是在服务端将整个视频分割成连续的时长较短的小ts(transport stream，传送流)文件，客户端通过m3u8索引文件按序访问ts文件，不断请求和下载这些小文件来播放视频，因此客户发起的一次hls视频播放过程(即一次hls会话)包含多次连续的http请求。

2、hls会话管理可实现对客户端的播放信息统计，是直播服务器的一个重要部分。其方式为在接收到客户端的主m3u8请求时为其生成唯一的会话号(sessionid)，并通过m3u8索引文件内容的修改使得该会话中后续的http请求均携带该sessionid参数，若长时间无携带某sessionid的请求则标记该会话失效。因此hls会话管理包含对各会话的信息更新、对失效会话的内存清除两个方面。

3、在hls会话的多次http请求中，直播服务器侧无法预知当前会话是否在本次请求后结束，且客户端不会主动发出退出信号，因此难以直接清理session，需要后续定时检测并清空失效的会话节点。

4、已有的hls会话管理方法，虽然对session节点的检索能力较强，但在清除过期失效的session信息时，通常需要遍历所有session节点进行判断，在海量客户端的直播服务器侧会对系统整体提性能有较大影响，因此亟需一种兼具检索与删除高效性的hls会话管理方法。

技术实现思路

1、鉴于以上现有技术的不足，发明的目的在于提供一种基于树表双索引结构的直播服务器的hls会话管理方法，可以实现hls会话的快速搜索、及时清除，减小对系统性能的影响。

2、本发明的提出了一种基于树表双索引结构的直播服务器的hls会话管理方法，包括：

3、s1，创建hls会话管理索引结构，其中，所述hls会话管理索引结构采用树表双索引结构，所述树表双索引结构为红黑树结构与双向链表结构相结合的结构；每个所述hls会话节点支持红黑树结构和双向链表结构两种索引方式；

4、s2，在直播服务器中添加频道时，为每个频道创建并初始化hls会话树，并创建定时清理任务，所述定时清理任务用于每间隔预设时间对所述hls会话树进行一次失效会话节点的清除；

5、s3，创建会话节点，包括：直播服务器在接收到用户的主m3u8请求时，开启hls会话，为所述hls会话随机生成会话id，创建会话节点，将所述会话节点插入hls会话树的红黑树结构中；将所述会话节点插入到双向链表的头部；

6、s4，更新会话节点，包括：直播服务器接收到用户的子m3u8和ts分片请求时，根据会话id在红黑树结构中定位到会话节点，更新会话相关信息，并对双向链表进行调整，以保证被访问的节点在双向链表的最头部位置；

7、s5，清除会话节点，包括：每间隔预设时间执行所述定时清理任务，在清除失效会话节点时，由双向链表结构的尾部节点开始依次清除失效节点，无需遍历所有节点。

8、进一步地，在所述s1中，所述hls会话节点通过left指针和right指针支持红黑树结构，用于指示所述hls会话节点在红黑树结构中的左右子节点；

9、所述hls会话节点通过prev指针和next指针支持双向链表结构，用于指示所述hls会话节点在所述双向链表结构中的前后节点。

10、进一步地，在所述s2中，所述hls会话树包括红黑树结构体tree以及双向链表的头head指针和尾tail指针；

11、所述hls会话节点包括红黑树节点node和会话id信息、双向链表中的前后节点指针的信息。

12、进一步地，在所述s3中，所述红黑树结构采用会话id为关键值，双向链表采用最近访问时间为排序依据。

13、进一步地，在所述s3中，所述会话id包括：固定标识、时间戳和多位随机数。

14、进一步地，在所述s3中，将所述会话节点插入到双向链表的头部，设置该会话节点为头部head、该会话节点的前节点prev为空、后节点next为原头部head。

15、进一步地，在所述s4中，根据请求携带的会话id在所述红黑树结构中查找对应会话节点，若无该会话节点，则判断该请求属于非法请求，返回拒绝响应；如果找到该会话节点，依据访问时间判断是否已失效，若失效则返回拒绝，若没有失效，则依据此次请求来更新对应会话节点中的相关信息。

16、进一步地，在所述s5中，定时清理任务中，直播服务器每隔一段时间t，会检测链表的尾部节点的最近访问时间，判断该会话节点是否失效；若没有失效，则判断目前无失效节点，等待下一次定时清理；若失效，则清除该会话节点，并继续访问链表中的下一个节点，重复上述判断与操作，直到当前会话节点未失效，本次清理结束。

17、进一步地，所述清除会话节点，包括：从所述红黑树结构和双向链表结构中删除该会话节点，释放节点内存。

18、进一步地，在所述s5中，所述双向链表结构的尾部节点为最久未被访问的会话。

19、本发明有益效果如下：

20、1)本发明提出了一种树表双索引结构，每一个会话节点支持不同的两种索引，既可以在红黑树中依据某种关键字快速查找、又可以依据某种属性在双向链表中快速排序遍历操作，在不增加重复冗余信息的情况下，实现对节点的灵活管理。

21、2)针对hls会话管理，本发明提出了树表双索引结构的更新方式，客户端请求时依据sessionid在红黑树中查找到会话节点的基础上，修改会话节点中的链表前后指针，同步更新双向链表，将最新访问的会话节点移动到链表头，实现了链表结构以时间序排列，保证失效节点的集中分布，便于后续查找。

22、3)针对hls会话管理，本发明提出了树表双索引结构的清除方式，在基于最近访问时间排序的双向链表中从尾部快速定位失效节点，并在双索引结构中进行节点清除。在海量客户端接入的直播服务器侧，避免遍历检测失效节点，大幅提高了失效会话清除效率。这种树表双索引结构的hls会话管理在更新时具有红黑树的快速检索能力，在删除时具有双向链表的灵活重塑能力，兼具检索与删除的高效性，可以实现hls会话的快速搜索、及时清除。

技术特征：

1.一种基于树表双索引结构的直播服务器的hls会话管理方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种基于树表双索引结构的直播服务器的hls会话管理方法，其特征在于，在所述s1中，所述hls会话节点通过left指针和right指针支持红黑树结构，用于指示所述hls会话节点在红黑树结构中的左右子节点；

3.根据权利要求1所述的一种基于树表双索引结构的直播服务器的hls会话管理方法，其特征在于，在所述s2中，所述hls会话树包括红黑树结构体tree以及双向链表的头head指针和尾tail指针；

4.根据权利要求1所述的一种基于树表双索引结构的直播服务器的hls会话管理方法，其特征在于，在所述s3中，所述红黑树结构采用会话id为关键值，双向链表采用最近访问时间为排序依据。

5.根据权利要求1所述的一种基于树表双索引结构的直播服务器的hls会话管理方法，其特征在于，在所述s3中，所述会话id包括：固定标识、时间戳和多位随机数。

6.根据权利要求1所述的一种基于树表双索引结构的直播服务器的hls会话管理方法，其特征在于，在所述s3中，将所述会话节点插入到双向链表的头部，设置该会话节点为头部head、该会话节点的前节点prev为空、后节点next为原头部head。

7.根据权利要求1所述的一种基于树表双索引结构的直播服务器的hls会话管理方法，其特征在于，在所述s4中，根据请求携带的会话id在所述红黑树结构中查找对应会话节点，若无该会话节点，则判断该请求属于非法请求，返回拒绝响应；如果找到该会话节点，依据访问时间判断是否已失效，若失效则返回拒绝，若没有失效，则依据此次请求来更新对应会话节点中的相关信息。

8.根据权利要求1所述的一种基于树表双索引结构的直播服务器的hls会话管理方法，其特征在于，在所述s5中，定时清理任务中，直播服务器每隔一段时间t，会检测链表的尾部节点的最近访问时间，判断该会话节点是否失效；若没有失效，则判断目前无失效节点，等待下一次定时清理；若失效，则清除该会话节点，并继续访问链表中的下一个节点，重复上述判断与操作，直到当前会话节点未失效，本次清理结束。

9.根据权利要求8所述的一种基于树表双索引结构的直播服务器的hls会话管理方法，其特征在于，所述清除会话节点，包括：从所述红黑树结构和双向链表结构中删除该会话节点，释放节点内存。

10.根据权利要求1所述的一种基于树表双索引结构的直播服务器的hls会话管理方法，其特征在于，在所述s5中，所述双向链表结构的尾部节点为最久未被访问的会话。

技术总结本发明涉及一种基于树表双索引结构的直播服务器的HLS会话管理方法，属于视频直播领域，该方法包括：HLS会话管理索引结构采用红黑树结构与双向链表结构相结合的结构；在直播服务器中添加频道时，为每个频道创建并初始化HLS会话树，并创建定时清理任务；创建会话节点，将会话节点插入HLS会话树的红黑树结构中；将会话节点插入到双向链表的头部；更新会话节，根据会话id在红黑树结构中定位到会话节点，更新会话相关信息，并对双向链表进行调整，以保证被访问的节点在双向链表的最头部位置；每间隔预设时间执行定时清理任务，清除失效会话节点。本发明的方法，可以实现HLS会话的快速搜索、及时清除，减小对系统性能的影响。技术研发人员：陈宏,潘星羽,马杨受保护的技术使用者：天翼云科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/25