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50行代码完成视频通话-WebRTC-WebSocket

jiezi

前言

“它（WebRTC）允许网络应用或者站点，在不借助中间媒介的情况下，建立浏览器之间点对点（Peer-to-Peer）的连接，实现视频流和（或）音频流或者其他任意数据的传输”。

这是 MDN 上对 WebRTC 的描述，初次接触时无法理解 WebRTC 为什么要和 WebSocket 搭配，明明说的很清楚 不借助中间媒介，那 WebSocket 充当的是什么角色？整个 WebRTC 通话建立的流程又是怎样的？

开始

先看一下最终效果：

1. 相关技术

本示例主要使用了 WebRTC 和 WebSocket：

  • WebRTC（Web Real-Time Communication）即网页即时通信，是一个支持网页浏览器进行实时语音对话或视频对话的 API。
  • WebSocket是一种在单个 TCP 连接上进行全双工通信的协议。在 WebSocket 中，浏览器和服务器只需要完成一次握手，两者之间就直接可以创建持久性的连接，并进行双向数据传输。

2. 通话建立流程

简单说一下流程，如浏览器 A 想和浏览器 B 进行音视频通话：

  1. A、B 都连接信令服务器（ws）；
  2. A 创建本地视频，并获取会话描述对象（offer sdp）信息；
  3. A 将 offer sdp 通过 ws 发送给 B；
  4. B 收到信令后，B 创建本地视频，并获取会话描述对象（answer sdp）信息；
  5. B 将 answer sdp 通过 ws 发送给 A；
  6. A 和 B 开始打洞，收集并通过 ws 交换 ice 信息；
  7. 完成打洞后，A 和 B 开始为安全的媒体通信协商秘钥；
  8. 至此，A 和 B 可以进行音视频通话。

引用网上的有关 WebRTC 建立的时序图，可能更加直观：

从上述流程，可以发现 通信双方在建立连接前需要交换信息 ，这也就是开头提到的 WebSocket 充当的角色：信令服务器，用于转发信息。而 WebRTC 不借助中间媒介 的意思是，在建立对等连接后，不需要借助第三方服务器中转，而是直接在两个实体（浏览器）间进行传输。

3. 代码

第一步

获取视频标签，连接信令服务器，创建 RTCPeerConnection 对象。其中 RTCPeerConnection 的作用是在两个对等端之间建立连接，其构造函数支持传一个配置对象，包含 ICE“打洞”（由于本示例在本机进行测试，故不需要）。

const localVideo = document.querySelector('#local-video');
const remoteVideo = document.querySelector('#remote-video');
const socket = new WebSocket('ws://localhost:8080');
const peer = new RTCPeerConnection();

socket.onmessage = () => { // todo}
peer.ontrack = () => { // todo}
peer.onicecandidate = () => { // todo}

第二步

获取本地摄像头 / 麦克风（需要允许使用权限），拿到本地媒体流（MediaStream）后，需要将其中所有媒体轨道（MediaStreamTrack）添加到轨道集，这些轨道将被发送到另一对等方。

navigator.mediaDevices.getUserMedia({video: true, audio: true})
    .then(stream => {
        localVideo.srcObject = stream;
        stream.getTracks().forEach(track => {peer.addTrack(track, stream);
        });
    });

第三步

创建发起方会话描述对象（createOffer），设置本地 SDP（setLocalDescription），并通过信令服务器发送到对等端，以启动与远程对等端的新 WebRTC 连接。

peer.createOffer().then(offer => {peer.setLocalDescription(offer);
    socket.send(JSON.stringify(offer));
});

当调用 setLocalDescription 方法，PeerConnection 开始收集候选人（ice 信息），并发送 offer_ice 到对等方。这边补充第一步中的 peer.onicecandidate 和socket.onmessage

对等方收到 ice 信息后，通过调用 addIceCandidate 将接收的候选者信息传递给浏览器的 ICE 代理。

peer.onicecandidate = e => {if (e.candidate) {
        socket.send(JSON.stringify({
            type: 'offer_ice',
            iceCandidate: e.candidate
        }));
    } 
};

socket.onmessage = e => {const { type, sdp, iceCandidate} = JSON.parse(e.data);
    if (type === 'offer_ice') {peer.addIceCandidate(iceCandidate);
    }
}

第四步

接收方收到了 offer 信令后，开始获取摄像头 / 麦克风，与发起方操作一致。同时将收到 offer SDP 指定为连接的远程对等方属性（setRemoteDescription），并创建应答 SDP（createAnswer），发送到对等端。这边补充第一步中的socket.onmessage。

socket.onmessage = e => {const { type, sdp, iceCandidate} = JSON.parse(e.data);
    if (type === 'offer') {navigator.mediaDevices.getUserMedia();        // 与发起方一致，省略
        const offerSdp = new RTCSessionDescription({type, sdp});
        peer.setRemoteDescription(offerSdp).then(() => {
            peer.createAnswer(answer => {socket.send(JSON.stringify(answer));
                peer.setLocalDescription(answer)
            });
        });
    }
}

注意：当 setLocalDescription 方法调用后，开始收集候选人信息，并发送 answer_ice 到对等方。与发送方同理，不赘述。

第五步

通过不断收集 ICE 信息（onicecandidate），发起方和应答方最终将建立一条最优的连接方式，此时会触发 ontrack 回调，即可获取到对等方的媒体流。

peer.ontrack = e => {if (e && e.streams) {remoteVideo.srcObject = e.streams[0];
    }
};

4. 最后

整合发起方和应答方的代码，差不多 50 行，不算标题党！哈哈哈哈哈哈 …

完整示例相关代码已上传 github.com/shushushv/webrtc-p2p，⭐????~

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