M3U8文件格式是为了支持HLS（HTTP Live Streaming）协议而开发的。HLS是Apple公司设计的一种基于HTTP的流媒体传输协议，用于传输音频和视频数据。
在HLS中，媒体内容被切分为一系列的小片段，每个片段都有自己的URL。这些URL存储在一个M3U8播放列表文件中。当客户端设备播放HLS流时，它会根据M3U8文件中的信息下载并连续播放各个媒体片段，从而实现无缝流媒体播放。
因此，可以说M3U8文件格式是为了满足HLS技术的需要而设计的。然而，由于M3U8本质上只是一种索引文件格式，它也可以被用在其他的场景中，例如用来创建音频或视频的播放列表。
但在大多数情况下，当我们谈论M3U8时，我们通常是在讨论与HLS相关的应用。
文章目录
- M3U8 介绍
- HLS与M3U8概念
- HLS（HTTP Live Streaming）
- M3U8
- M3U8 结构
- 文件头
- 媒体段信息
- 媒体段 URI
- M3U8 文件常见字段和参数解释
- 1. `#EXTM3U`：M3U8文件的头部标识，表示这是一个M3U8文件。
- 2. `#EXT-X-VERSION`：该标签表明播放列表兼容的协议版本。例如：#EXT-X-VERSION:3
- 3. `#EXT-X-MEDIA-SEQUENCE`：表示媒体文件URI列表的开始序号。例如：#EXT-X-MEDIA-SEQUENCE:7794
- 4. `#EXT-X-TARGETDURATION`：所有媒体文件最大的时长（秒）。例如：#EXT-X-TARGETDURATION:10
- 5. `#EXTINF`：媒体段文件的时长（秒），紧接着这个标签的下一行是对应的媒体文件URI。例如：fileSequence0.ts,
- 6. `#EXT-X-ENDLIST`: 播放列表结束标记，表示所有的媒体文件已经列出。
- 7. `#EXT-X-STREAM-INF`: 用于定义流的参数，例如带宽、分辨率等。
- 8. `#EXT-X-DISCONTINUITY`: 在两个媒体文件之间插入此标签，表示这两个媒体文件之间可能存在不连续的情况，比如编码参数的改变、时间戳的跳跃等。
- 9. `#EXT-X-KEY`: 定义了解密媒体段所需要的方法和密钥。这用于对流进行加密。
- 10. `#EXT-X-MAP`: 指定了一个包含媒体初始化片段的URI。
- 11. `#EXT-X-ALLOW-CACHE`：一个可选的标签，表示是否允许客户端缓存媒体段文件
- M3U8 技术解析
- 文件格式
- 切片技术
- 编码和解码
- M3U8 应用案例
- 实例
- MP4 转 m3u8
- 其他问题
- 直播场景下，m3u8文件的更新时机（注意：ffmpeg更新m3u8文件通常是原子的，不用担心在读取的时候读取到部分或者不完整的数据）
M3U8 介绍
M3U8 是一种基于 HTTP Live Streaming (HLS) 技术的媒体播放列表格式。这是一个非常重要的技术，因为它使得流媒体内容能够适应不同的网络状况和设备能力，从而实现无缝的在线视频体验。
HLS与M3U8概念
HLS（HTTP Live Streaming）
HLS 是由 Apple Inc. 提出的一个用于实时流和点播系统的协议。这个协议可以把流媒体文件切分成多个小片段，然后通过 HTTP 协议进行传输。这样做的好处是，播放器可以根据网络状况动态选择不同质量的流，从而避免缓冲或者卡顿。
M3U8
M3U8 是 UTF-8 编码的 M3U 文件。M3U 是一种简单的音频播放列表格式，主要用于 MP3 列表。在 HLS 中，M3U8 用于描述媒体流的信息，比如分段的位置、时长、序列号等。
M3U8 结构
一个 M3U8 文件通常包含以下几个部分：
文件头
以 #EXTM3U 开始，表示这是一个 M3U8 文件。
媒体段信息
以 #EXTINF 开始，后面跟着该媒体段的时长和标题。
媒体段 URI
指向媒体文件（通常是 .ts 文件）的路径或者 URL。
M3U8 文件常见字段和参数解释
1. #EXTM3U：M3U8文件的头部标识，表示这是一个M3U8文件。
2. #EXT-X-VERSION：该标签表明播放列表兼容的协议版本。例如：#EXT-X-VERSION:3
3. #EXT-X-MEDIA-SEQUENCE：表示媒体文件URI列表的开始序号。例如：#EXT-X-MEDIA-SEQUENCE:7794
4. #EXT-X-TARGETDURATION：所有媒体文件最大的时长（秒）。例如：#EXT-X-TARGETDURATION:10
5. #EXTINF：媒体段文件的时长（秒），紧接着这个标签的下一行是对应的媒体文件URI。例如：fileSequence0.ts,
6. #EXT-X-ENDLIST: 播放列表结束标记，表示所有的媒体文件已经列出。
7. #EXT-X-STREAM-INF: 用于定义流的参数，例如带宽、分辨率等。
8. #EXT-X-DISCONTINUITY: 在两个媒体文件之间插入此标签，表示这两个媒体文件之间可能存在不连续的情况，比如编码参数的改变、时间戳的跳跃等。
9. #EXT-X-KEY: 定义了解密媒体段所需要的方法和密钥。这用于对流进行加密。
10. #EXT-X-MAP: 指定了一个包含媒体初始化片段的URI。
11. #EXT-X-ALLOW-CACHE：一个可选的标签，表示是否允许客户端缓存媒体段文件
它有两个值：
YES：允许客户端缓存媒体段。NO：不允许客户端缓存媒体段。
例如：#EXT-X-ALLOW-CACHE:YES
需要注意的是，在最新版的HLS协议中，这个标签已经被废弃，因为其在实际中的效果并不明确，决定是否缓存通常由客户端自身或者HTTP的缓存控制机制来决定。
注意："客户端缓存媒体段"是指在客户端（例如，你的手机或电脑上的媒体播放器）暂时存储媒体流中的一部分数据，以便在网络连接出现问题时仍能继续播放。
当你在线观看视频或听音乐时，数据通常不是一次性从服务器传输到你的设备的。相反，它被切割成一小段一小段的，这些小段被称为"媒体段"或"媒体片段"。这种技术被称为流媒体，因为数据就像流水一样连续地流向你的设备。
当客户端允许缓存媒体段时，它会把每个媒体段保存在本地存储中，直到它们被播放。然后，即使网络连接暂时中断，播放器也可以继续从本地缓存播放，从而为用户提供更流畅的播放体验。
M3U8 技术解析
文件格式
M3U8 文件本质上是一个文本文件，其中包含了播放流媒体所需要的所有信息。比如：
#EXTM3U
#EXT-X-TARGETDURATION:10
#EXT-X-VERSION:3
#EXTINF:9.009,
fileSequence0.ts
#EXTINF:9.009,
fileSequence1.ts
#EXTINF:3.003,
fileSequence2.ts
#EXT-X-ENDLIST
这个例子中的 M3U8 文件描述了三个 .ts 文件，每个文件的时长分别是 9.009 秒、9.009 秒和 3.003 秒。
切片技术
在 HLS 中，媒体流被切分成多个小片段，这些片段通过 M3U8 文件进行管理。切片技术有以下几个好处：
- 能够根据网络状况动态调整流的质量，提高播放体验。
- 支持实时流和点播内容。
- 可以适应各种网络环境，包括移动网络。
切片技术的主要挑战是如何保持视频的连续性和同步性。为了解决这个问题，HLS 使用了时间戳和序列号等机制。
编码和解码
在 HLS 中，媒体流通常被编码为 MPEG-2 Transport Stream (TS) 格式。这是一个非常成熟的格式，可以支持多种音频和视频编码，包括 H.264、AAC 等。
对于播放器来说，需要能够解析 M3U8 文件，并且解码 TS 流。这通常通过一些库（比如 FFmpeg）或者系统级别的支持（比如 iOS 的 AVPlayer）来实现。
M3U8 应用案例
M3U8 在许多流媒体应用中都有广泛的应用，比如 YouTube、Netflix、Hulu 等。在这些应用中，M3U8 用于管理和播放各种质量的流，从而提供优质的播放体验。
实例
MP4 转 m3u8
以下文章中有一个 ffmpeg 将 MP4 文件转换成 m3u8 文件的实例：
Docker nginx容器代理播放m3u8视频文件（HLS）
其他问题
直播场景下，m3u8文件的更新时机（注意：ffmpeg更新m3u8文件通常是原子的，不用担心在读取的时候读取到部分或者不完整的数据）
在直播场景下，当新的TS文件（HLS流的一个分段）生成时，M3U8文件（播放列表）通常会被更新。每当有新的TS文件生成并准备好供客户端下载时，就会将其信息添加到M3U8文件中。
具体来说，这个过程大致如下：
- 新的TS文件生成。
- TS文件的信息（包括其URL、持续时间等）被添加到M3U8文件中。
- 如果启用了滚动窗口策略（即
-hls_list_size参数），并且当前TS文件数量超过了设置的值，那么最旧的TS文件信息会从M3U8文件中移除。
此外，FFmpeg还支持通过 hls_flags 参数进行更细粒度的控制。例如，可以设置 append_list 标志以在现有列表而不是新列表中添加新的TS文件。
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