Golang implementiert Voice-Chat

Mit der rasanten Entwicklung der Internet-Technologie beginnen immer mehr Menschen, Voice-Chat für die Online-Kommunikation zu nutzen, und diese Methode erfreut sich bei den Nutzern immer größerer Beliebtheit. In diesem Artikel wird erläutert, wie Sie mit Golang die Voice-Chat-Funktion implementieren.

Golang ist eine Programmiersprache, die auf gleichzeitiger Programmierung basiert und für Netzwerkprogrammierung und Szenarien mit hoher Parallelität geeignet ist. Daher können wir Golang zur Implementierung der Voice-Chat-Funktion verwenden. Die Umsetzung der Voice-Chat-Anforderungen erfordert den Einsatz von Netzwerkkommunikationstechnologie und Audioverarbeitungstechnologie.

1. Grundprinzipien der Sprachkommunikation

Das Grundprinzip der Sprachkommunikation ist die Übertragung von Audiocode-Streams. Normalerweise komprimieren wir den Audiostream in kleine Pakete und übertragen ihn dann über das Netzwerk. Dieser Prozess erfordert den Einsatz von Codierungs- und Decodierungstechnologie. Bei der Kodierung handelt es sich um die Umwandlung von Ton in digitale Signale, bei der Dekodierung um die Wiederherstellung digitaler Signale in Ton.

Bei der Netzwerkübertragung müssen wir das UDP-Protokoll zum Übertragen von Daten verwenden. Das UDP-Protokoll zeichnet sich durch schnelle Übertragungsgeschwindigkeit, aber Unzuverlässigkeit aus. Da für Sprachanrufe hohe Echtzeitanforderungen gelten, kann die Verwendung der UDP-Protokollübertragung die Qualität von Sprachanrufen verbessern.

2. Schritte zum Implementieren der Voice-Chat-Funktion

Für das Sammeln von Audio ist ein Mikrofon erforderlich, um den Ton aufzuzeichnen, z. B. die PortAudio-Bibliothek, die OpenAL-Bibliothek usw. Hier nehmen wir PortAudio als Beispiel zum Sammeln von Audio.

Zuerst müssen wir die PortAudio-Bibliothek installieren:

brew install portaudio

Dann die go-portaudio-Bibliothek installieren:

go get github.com/gordonklaus/portaudio

Der Code zum Sammeln von Audio lautet wie folgt:

import (
    "github.com/gordonklaus/portaudio"
)

// 录音
func RecordAudio(ch chan []int16) {
    // 初始化PortAudio
    portaudio.Initialize()
    defer portaudio.Terminate()

    // 打开默认输入设备
    stream, err := portaudio.OpenDefaultStream(1, 0, 44100, len(window))
    if err != nil {
        log.Fatal(err)
    }
    defer stream.Close()

    // 开始录音
    err = stream.Start()
    if err != nil {
        log.Fatal(err)
    }
    defer stream.Stop()

    // 采集音频数据
    for {
        buffer := make([]int16, len(window))
        err := stream.Read(buffer)
        if err != nil {
            fmt.Println(err)
        }
        ch <- buffer
    }
}

2. Codec

Nach der Audiosammlung muss es sein kodiert, bevor es übertragen werden kann. Bei der Kodierung werden die gesammelten Audiodaten in kleine Pakete komprimiert. Es gibt viele Kodierungsalgorithmen, zu den häufig verwendeten gehören MP3, AAC, Opus usw. Beim Dekodieren werden komprimierte Audiodaten wieder in Audiodaten umgewandelt.

Hier verwenden wir den Opus-Kodierungs- und Dekodierungsalgorithmus, der Opus unterstützt, und Sie können die Opus-Bibliothek zum Kodieren und Dekodieren verwenden. Installieren Sie die Opus-Bibliothek:

brew install opus

Dann installieren Sie die Go-Opus-Bibliothek:

go get github.com/hraban/go-opus

Der Codierungs- und Decodierungscode lautet wie folgt:

import (
    "github.com/hraban/go-opus"
)

// 初始化Opus编解码器
func InitOpus() (*opus.Encoder, *opus.Decoder) {
    // 初始化编码器
    enc, err := opus.NewEncoder(44100, 1, opus.AppVoIP)
    if err != nil {
        log.Fatal(err)
    }

    // 初始化解码器
    dec, err := opus.NewDecoder(44100, 1)
    if err != nil {
        log.Fatal(err)
    }

    return enc, dec
}

// Opus编码
func OpusEncode(enc *opus.Encoder, buffer []int16) []byte {
    data := make([]byte, 2048)
    n, err := enc.Encode(buffer, data)
    if err != nil {
        log.Fatal(err)
    }

    return data[:n]
}

// Opus解码
func OpusDecode(dec *opus.Decoder, data []byte) []int16 {
    buffer := make([]int16, 2048)
    n, err := dec.Decode(data, buffer)
    if err != nil {
        log.Fatal(err)
    }

    return buffer[:n]
}

3. Audiodaten übertragen

Nach Abschluss der Audiodaten-Codierung und -Decodierung erfolgt die Netzwerkübertragung ist erforderlich. Hier wählen wir das UDP-Protokoll zur Übertragung von Audiodaten. Der Code zum Übertragen von Daten lautet wie folgt:

import (
    "net"
)

// 网络传输
func UDPTransfer(conn *net.UDPConn, addr *net.UDPAddr, ch chan []int16, enc *opus.Encoder) {
    for {
        buffer := <- ch
        data := OpusEncode(enc, buffer)
        _, err := conn.WriteToUDP(data, addr)
        if err != nil {
            fmt.Println(err)
        }
    }
}

4. Audio abspielen

Nachdem wir die von der anderen Partei übertragenen Audiodaten empfangen haben, müssen wir die Audiodaten dekodieren und dann abspielen. Für die Audiowiedergabe ist ein Player zur Verarbeitung erforderlich. Die Audioplayer-Bibliothek in Golang kann die Audiowiedergabe implementieren. Installieren Sie die Audioplayer-Bibliothek:

go get github.com/hajimehoshi/oto

Der Audio-Wiedergabecode lautet wie folgt:

import (
    "github.com/hajimehoshi/oto"
)

// 播放音频
func PlayAudio(player *oto.Player, ch chan []byte, dec *opus.Decoder) {
    for {
        data := <- ch
        buffer := OpusDecode(dec, data)
        player.Write(buffer)
    }
}

5. Audio-Chat-End-to-End-Verbindung

Audio-Chat erfordert eine End-to-End-Verbindung und eine stabile Verbindung kann nicht mit hergestellt werden das UDP-Protokoll. Daher müssen wir STUN und TURN für die NAT-Penetration verwenden, um eine End-to-End-Verbindung zu erreichen. Sowohl STUN als auch TURN sind technische Dienste, die hauptsächlich zur Lösung von P2P-Verbindungs- und NAT-Penetrationsproblemen eingesetzt werden.

6. Verwenden Sie WebRTC zur Implementierung von Voice-Chat.

WebRTC ist eine auf Webbrowsern basierende Sprach- und Video-Chat-Technologie, die Sprach- und Video-Chat-Funktionen zwischen Browsern implementieren kann. WebRTC wurde gemeinsam von Google und Mozilla entwickelt und kann Netzwerkverbindungen über die WebRTC-API betreiben.

Die Verwendung von WebRTC zur Implementierung von Voice-Chat erfordert die Verwendung eines Open-Source-WebRTC-Frameworks wie PeerJS, EasyRTC usw.

3. Zusammenfassung

In diesem Artikel werden die Kodierungs- und Dekodierungsalgorithmen von Golang und Opus verwendet, um die Voice-Chat-Funktion zu implementieren. Der Implementierungsprozess kann in mehrere Schritte unterteilt werden, z. B. Audioerfassung, Audiokodierung und -dekodierung, Netzwerkübertragung, Audiowiedergabe und WebRTC Verbindung. Verwenden Sie die Audiosammlungsbibliothek für die Audiosammlung, die Opus-Bibliothek für die Audiokodierung und -dekodierung, das UDP-Protokoll für die Audioübertragung, die Audioplayer-Bibliothek für die Audiowiedergabe und WebRTC für P2P-Verbindungen. Der Code in diesem Artikel zeigt, wie Sie mit der Golang-Sprache einen Voice-Chat implementieren, der Anfängern helfen kann, die Kenntnisse der Sprachcodierung und Netzwerkübertragung zu verstehen.

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonGolang implementiert Voice-Chat. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!