提升媒体播放体验：Media3 预加载功能简介 - 第 1 部分

在当今以媒体为中心的应用中，提供流畅、不间断的播放体验是打造愉悦用户体验的关键。用户希望视频能够即时开始播放，并且播放过程顺畅无卡顿。

核心挑战是延迟时间。传统上，视频播放器只有在用户选择要播放的内容后，才会开始执行连接、下载、解析、缓冲等操作。在当今的短视频环境中，这种被动应对的方式效率低下。解决方案是主动出击。我们需要预测用户接下来会观看什么内容，并提前准备好这些内容。这就是预加载的本质。

预加载的主要优势包括：

• 🚀 播放启动速度更快：视频已准备就绪，因此内容之间的切换更迅速，播放启动更即时。
• 📉 减少缓冲：通过主动加载数据，播放中断的可能性大大降低，例如因网络故障导致的中断。
• ✨ 带来更流畅的用户体验：更快的启动速度和更少的缓冲时间相结合，可为用户带来更流畅、更无缝的互动体验。

在这个由三部分组成的系列中，我们将介绍并深入探究 Media3 用于（预）加载组件的强大实用程序。

• 在第 1 部分中，我们将介绍基础知识：了解 Media3 中提供的不同预加载策略、启用 PreloadConfiguration 并设置 DefaultPreloadManager，从而使应用能够预加载内容。阅读完本博文后，您应该能够按照配置的排名和时长预加载和播放媒体文件。
• 在第 2 部分中，我们将深入探讨 DefaultPreloadManager 的更高级主题：使用监听器进行分析，探索可用于生产用途的最佳实践，例如滑动窗口模式以及 DefaultPreloadManager 和 ExoPlayer 的自定义共享组件。
• 在第 3 部分中，我们将深入探讨如何使用 DefaultPreloadManager 进行磁盘缓存。

预加载功能可以帮您解决这个问题！🦸‍♀️

预加载的核心理念很简单：在需要媒体内容之前加载它。当用户滑动到下一个视频时，该视频的前几个片段已经下载完毕，可以立即播放。

不妨将其想象成一家餐厅。忙碌的厨房不会等到订单来了才开始切洋葱。🧅 提前做好准备工作。预加载是视频播放器的准备工作。

启用后，如果用户在播放缓冲区到达下一项之前跳到下一项，预加载功能有助于最大限度地缩短加入延迟时间。系统会准备下一个窗口的第一个时段，并缓冲视频、音频和文本样本。预加载的片段随后会排入播放器队列，其中包含可立即使用的缓冲样本，并准备好馈送到编解码器进行渲染。

Media3 中有两个主要预加载 API，分别适用于不同的应用场景。选择合适的 API 是第一步。

1. 使用 PreloadConfiguration 预加载播放列表内容

这是一种简单的方法，适用于播放顺序可预测的线性、依序媒体（例如一系列剧集）。您可以使用 ExoPlayer 的播放列表 API 为播放器提供完整的媒体文件列表，并为播放器设置 PreloadConfiguration，然后播放器就会按照配置自动预加载序列中的后续媒体文件。当用户在播放缓冲区尚未重叠到下一项之前跳到下一项时，此 API 会尝试优化加入延迟时间。

只有在没有为正在进行的播放加载媒体时，才会开始预加载，这可以防止预加载与主要播放争夺带宽。

如果您仍不确定是否需要预加载，此 API 是一个不错的低成本试用选项！

player.preloadConfiguration =
    PreloadConfiguration(/* targetPreloadDurationUs= */ 5_000_000L)

通过上述 PreloadConfiguration，播放器会尝试为播放列表中的下一项预加载 5 秒的媒体内容。

选择启用后，您可以使用 PreloadConfiguration.DEFAULT 停用播放列表预加载，从而再次关闭播放列表预加载：

player.preloadConfiguration = PreloadConfiguration.DEFAULT

2. 使用 PreloadManager 预加载动态列表

对于动态界面（例如垂直信息流或轮播界面），其中“下一个”内容由用户互动决定，PreloadManager API 非常合适。这是 Media3 ExoPlayer 库中一个功能强大的全新独立组件，专门用于主动预加载。它管理着一系列潜在的 MediaSource，并根据它们与用户当前位置的接近程度来确定优先级，还提供了对预加载内容的精细控制，适用于短视频动态信息流等复杂场景。

设置 PreloadManager

DefaultPreloadManager 是 PreloadManager 的规范实现。

DefaultPreloadManager 的构建器可以构建 DefaultPreloadManager 以及将播放其预加载内容的任何 ExoPlayer 实例。如需创建 DefaultPreloadManager，您需要传递一个 TargetPreloadStatusControl，预加载管理器可以查询该控件，以确定要为某个项加载多少内容。我们将在下文中解释和定义 TargetPreloadStatusControl 的示例。

val preloadManagerBuilder =
DefaultPreloadManager.Builder(context, targetPreloadStatusControl)
val preloadManager = val preloadManagerBuilder.build()

// Build ExoPlayer with DefaultPreloadManager.Builder
val player = preloadManagerBuilder.buildExoPlayer()

必须为 ExoPlayer 和 DefaultPreloadManager 使用相同的构建器，以确保它们底层的组件能够正确共享。

就是这样！现在，您已有一个可以接收指令的管理器。

使用 TargetPreloadStatusControl 配置时长和排名

如果您想预加载 10 秒的视频，该怎么办？您可以提供媒体文件在轮播界面中的位置，DefaultPreloadManager 会根据用户当前播放的内容与待加载内容的接近程度，来确定待加载内容的加载优先级。

如果您想控制要预加载的媒体项的时长，可以通过返回的 DefaultPreloadManager.PreloadStatus 来指定。

例如，

• 项“A”的优先级最高，加载 5 秒视频。
• 内容“B”具有中等优先级，但当您加载到该内容时，请加载 3 秒的视频。
• 项“C”的优先级较低，仅加载轨道。
• “D”项的优先级更低，只需做好准备即可。
• 其他任何内容都距离较远，不预加载任何内容。

这种精细控制有助于您优化资源利用率，建议您采用这种方式来实现流畅播放。

import androidx.media3.exoplayer.DefaultPreloadManager.PreloadStatus


class MyTargetPreloadStatusControl(
    currentPlayingIndex: Int = C.INDEX_UNSET
) : TargetPreloadStatusControl<Int,PreloadStatus> {


    // The app is responsible for updating this based on UI state
    override fun getTargetPreloadStatus(index: Int): PreloadStatus? {

        val distance = index - currentPlayingIndex

        // Adjacent items (Next): preload 5 seconds
        if (distance == 1) { 
        // Return a PreloadStatus that is labelled by STAGE_SPECIFIED_RANGE_LOADED and suggest loading // 5000ms from the default start position
                    return PreloadStatus.specifiedRangeLoaded(5000L)
                } 

        // Adjacent items (Previous): preload 3 seconds
        else if (distance == -1) { 
        // Return a PreloadStatus that is labelled by STAGE_SPECIFIED_RANGE_LOADED //and suggest loading 3000ms from the default start position
                    return PreloadStatus.specifiedRangeLoaded(3000L)
                } 

        // Items two positions away: just select tracks
        else if (distance) == 2) {
        // Return a PreloadStatus that is labelled by STAGE_TRACKS_SELECTED
                    return PreloadStatus.TRACKS_SELECTED
                } 

        // Items four positions away: just select prepare
        else if (abs(distance) <= 4) {
        // Return a PreloadStatus that is labelled by STAGE_SOURCE_PREPARED
                    return PreloadStatus.SOURCE_PREPARED
                }

             // All other items are too far away
             return null
            }
}

提示：PreloadManager 可以同时预加载上一个和下一个内容，而 PreloadConfiguration 只会预加载下一个内容。

管理预加载项

创建管理器后，您就可以开始告诉它要执行哪些任务。当用户滚动浏览信息流时，您需要识别即将播放的视频，并将其添加到管理器中。与 PreloadManager 的互动是界面与预加载引擎之间由状态驱动的对话。

1. 添加媒体文件

在填充 Feed 时，您必须告知管理器需要跟踪的媒体。如果您刚开始使用，可以添加要预加载的整个列表。之后，您可以根据需要继续向列表中添加单个商品。您可以完全控制预加载列表中的内容，这意味着您还必须管理从管理器中添加和移除的内容。

val initialMediaItems = pullMediaItemsFromService(/* count= */ 20)
for (index in 0 until initialMediaItems.size) {
    preloadManager.add(
        initialMediaItems.get(index),index)
    )
}

现在，管理器将开始在后台为此 MediaItem 提取数据。

添加后，告知管理器重新评估其新列表（提示某些内容已更改，例如添加/ 移除内容，或用户切换到播放新内容）。

preloadManager.invalidate()

2. 检索和播放内容

接下来是主播放逻辑。当用户决定播放该视频时，您无需创建新的 MediaSource。而是向 PreloadManager 请求其已准备好的实例。您可以使用 MediaItem 从 Preload Manager 中检索 MediaSource。

如果从 PreloadManager 检索到的项为 null，则表示 mediaItem 尚未预加载或添加到 PreloadManager，因此您选择直接设置 mediaItem。

// When a media item is about to displ​​ay on the screen
val mediaSource = preloadManager.getMediaSource(mediaItem)
if (mediaSource!= null) {
  player.setMediaSource(mediaSource)
} else {
  // If mediaSource is null, that mediaItem hasn't been added yet.
  // So, send it directly to the player.
  player.setMediaItem(mediaItem)
}
player.prepare()
// When the media item is displaying at the center of the screen
player.play()

通过准备从 PreloadManager 检索到的 MediaSource，您可以利用内存中已有的数据，从预加载无缝过渡到播放。这就是启动时间更短的原因。

3. 使当前索引与界面保持同步

由于我们的信息流 / 列表可能是动态的，因此请务必将当前播放索引通知 PreloadManager，以便它始终优先预加载最接近当前索引的内容。

preloadManager.setCurrentPlayingIndex(currentIndex)
// Need to call invalidate() to update the priorities
preloadManager.invalidate()

4. 移除项目

为了让管理器保持高效，您应移除它不再需要跟踪的项，例如远离用户当前位置的项。

// When an item is too far from the current playing index
preloadManager.remove(mediaItem)

如果您需要一次性清除所有内容，可以调用 preloadManager.reset()。

5. 释放 Manager

当您不再需要 PreloadManager 时（例如，当界面被销毁时），必须将其释放以释放其资源。建议在释放 Player 资源的位置执行此操作。建议您在释放播放器之前先释放管理器，因为如果您不再需要预加载，播放器可以继续播放。

// In your Activity's onDestroy() or Composable's onDispose
preloadManager.release()

演示时间

查看实际应用 👍

在下面的演示中，我们可以看到 PreloadManager 的影响：右侧的加载时间更快，而左侧显示的是现有体验。您还可以查看演示的代码示例。（额外福利：它还会显示每个视频的启动延迟时间）

后续步骤

第 1 部分到此结束！现在，您已经掌握了构建动态预加载系统所需的工具。您可以使用 PreloadConfiguration 在 ExoPlayer 中预加载播放列表中的下一项，也可以设置 DefaultPreloadManager、动态添加和移除内容、配置目标预加载状态，以及正确检索预加载的内容以进行播放。

在第 2 部分中，我们将深入探讨 DefaultPreloadManager。我们将探讨如何监听预加载事件，讨论使用滑动窗口避免内存问题等最佳实践，并深入了解 ExoPlayer 和 DefaultPreloadManager 的自定义共享组件。

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敬请期待，快去提升您的应用速度吧！🚀