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一文带你深度解析腾讯云直播答题方案

欢迎大家前往云+社区，获取更多腾讯海量技术实践干货哦~

作者：腾讯视频云

进入2018年最火的新鲜事物无疑就是“直播答题”了，动辄上百万的奖金更是吸引了大量用户的参与。一场直播动辄几百万的奖金，每人可以分到几十元甚至百万元，越来越多的人希望用自己的智商赚点零花钱。直播答题有多火？

多个直播平台服务器多次遭到宕机。实际上，几百万人一同在线的确会带给服务器不小的压力，更何况是新上线的 App，他们或许还没有想到自己会火得这么快。

近期很多直播答题app出现了个人账号上显示奖金额数不对、在线用户无法进入游戏、技术故障导致游戏被迫临时取消等情况。某视频平台还出现了系统将正确答案判定错误的情况，导致百万人被迫中止游戏。隔几天就来一次的

技术故障除了说明App准备不足外，也从侧面反映了这类游戏的火爆程度。为了让众多公司及开发者尽快赶上风口浪尖，腾讯云直播团队也是第一时间上线了“在线知识竞技解决方案”。

效果体验

iOS平台（ipa） Android平台(apk) Obs Studio 定制版本（exe）

iOS Android Obs Studio

在线答题室

创建房间即可体验主持人一端的效果；进入房间即可体验观众端的效果。

iPhone 平台的 Demo 采用了企业签名方式，请先到“设置-通用-设备管理”里，添加信任证书。

Demo 仅作演示之用，用来展示腾讯云的技术能力，不代表最终产品形态，接入请仔细阅读文档。

体验方式二：Obs Studio

这种体验方式是直接使用腾讯云改造的 Obs Studio 进行推流：

我们在“工具”菜单栏里面加了一个“题目分发”按钮，可以直接将题目打入直播流中，题目可以预先编辑在 ini 文件中。
使用 iOS 或者 Android 端的演示App，选择答题播放器功能，就可以体验观众端题目收取的效果了。
OBS Studio 的使用方法，详见腾讯云定制版 Obs Studio 说明书。

SDK下载

下载地址

我们的优势

精准的“音题画”同步腾讯云 SDK 和云端均支持在直播流中插入题目或时间同步信令，可以实现声音、画面和题目弹出的完美同步。
超低的观众端延迟差腾讯云 SDK 的极速播放模式所支持的延迟修正技术，可以让观众与观众之间延迟差在 1s 以内，从而让观众的答题同步性得到保证。
支持微信小程序接入腾讯云 SDK 已经默认打包在微信版本中，并以 <live-player> 标签的形式对外提供，设置 mode 为 live 模式，并将 min-cache 和 max-cache 都设置为 1，即可实现非常低延迟的播放效果。

方案解读

方案一：题目透传方案

原理描述

消息发送（Obs）：如果你是在演播室使用 Obs 推流，可以直接使用腾讯云改造的 Obs Studio 替换现有的 Obs 软件，-我们在“工具”菜单栏里面加了一个“题目分发”按钮，可以直接将题目打入直播流中，题目可以预先编辑在 ini 文件中。
消息发送（APP）：如果想要简单使用 App 进行推流，可以使用腾讯云终端 SDK 的 TXLivePusher 的 sendMessage 方法，该方案能将一段buffer塞到RTMP流中（buffer的最大长度限制为10K）。
// iOS 示例代码 [_answerPusher sendMessage:[mesg dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding]];

//Android 示例代码 mTXLivePusher.sendMessage(questionInfo.getBytes("UTF-8"));
消息接收：利用腾讯云 SDK 的 TXLivePlayer 的 onPlayEvent（PLAY_EVT_GET_MESSAGE ： 2012）功能，可以在播放器播放到指定画面的时候，同步地将 MESSAGE 通知给您的 APP，从而将题目同步地扩散到海量的观众端。

消息接收的接入方案可以参考我们的接入文档（iOS平台 | Android平台）

方案二：NTP时间同步方案

原理描述

腾讯云会每隔 1s 在您的直播流中实时插入经过 NTP 校时的国际标准时间戳。
演播室的导播员根据主持人的出题节奏，在合适的时间控制发题，发题系统会在每次下发的题目中带上当时的国际标准时间。
SDK 在播放这种打入时间戳的视频流的时候，会定时通知您的 APP 当前 SDK 所播放的画面是在什么时间录制下来的（因为导播台到云端一般都会有一个固定的延迟，需要您提前做一个误差校调）。
您的 APP 可以根据 SDK 的时间通知（即当前画面是什么时间录制的），按需显示指定的题目即可。

总结一下：方案二跟方案一的最大区别就在于题目的扩散方式，方案二的核心思路是让题目先通过IM通道快速送达观众端APP，在观众端先缓存下来，等待播放器通知了预期的 NTP 时间戳之后，再把题目显示出来。

方案三：小程序解决方案

方案一和方案二都可以实现“音-话-题”完美同步，但是相比于这种体验上的小优化，APP的扩散能力则是更加重要的。小程序恰恰提供给了APP可以病毒式传播的能力。

腾讯云 SDK 已经默认打包在微信版本中，并以 <live-player> 标签的形式对外提供，如果：

采用 flv 播放地址
设置 mode 为 live 模式
将 min-cache 和 max-cache 都设置为 1
推流端 gop 为 1

那么就可以实现非常理想的播放延迟，并能够让各观众之间的延迟误差在1s以内，虽然无法做到“音-话-题”分毫不差（在微信打包视频云 SDK 的时候，在线答题模式还没有兴起，所以不支持在音视频流中夹带消息），但也能达到几乎可以媲美APP的体验效果。

剩下的事情，就是通过小程序的 websocket 通道，或者我们的 webim 解决方案，向小程序发题就可以了。

接入攻略（方案一）

步骤一：开通腾讯云直播服务

联系我们开通腾讯云直播服务，如果您时间比较急，可以 400 客服电话我们加急审核。

步骤二：获取推流URL

想要简单获取一个推流URL，可以参考文档：快速获得地址。

想要了解推流地址和直播间ID的关系，可以参考文档：后台自动拼装。

想要了解如果保护自己的推流地址不被盗用，可以参考文档：防盗链签名。

步骤三：获取播放URL

播放URL和推流URL是一一映射的，映射规则参考下面的图示您就能明白了：

请务必使用 FLV 格式的播放地址，RTMP在高并发场景下容易出现卡顿问题。

步骤四：配置推流端

如果您是使用APP进行推流，直接参考文档（iOS | Android）。

如果您是使用Obs推流，请注意以下几个重要设置项：

I帧间隔（GOP）

一般演播台的接入方式有两种：OBS Studio 推流或者编码盒推流，这两种推流工具均有比较成熟的设置接口。建议将 GOP（也叫关键帧间隔）设置为 1s ，这样可以让观众端的延迟差异非常小。

x264 的 gop 设置对编码效率的影响不是很大，但对延迟的影响非常大：gop越大，服务器缓存越多。由于 SDK 的延迟修正需要一个修正时间，如果 gop 太大，对于刚进入的观众会有很大的影响。

如下是Obs Studio 设置关键帧间隔的图示：

编码参数

推荐推荐配置	分辨率	视频比特率	帧率	声道数	采样率	音频比特率
优先画质	540x960	1000kbps	25	1	48k	72kbps
优先成本	360x640	600kbps	20	1	48k	72kbps

步骤五：对接播放器

下载文档第二部分中列出的 SDK 版本。
参考接入文档（iOS | Android）完成播放器的接入。两个平台全部完成，大概需要 0.5 天的工作量。
修改默认配置由于 SDK 的默认配置为普通直播场景，所以需要修改配置，操作方法如下：

//iOS源码
TXLivePlayConfig *config = [[TXLivePlayConfig alloc] init];
TXLivePlayer *player = [[TXLivePlayer alloc] init];
//
//开启消息接受,收不到消息的话就是没打开这个（默认:关）
config.enableMessage = YES;
//
//设置延迟平衡点为1s(考虑到云端和推流端引入的延迟，实际延迟为2s多，SDK推流：2s, obs推流：3-4秒)
config.bAutoAdjustCacheTime = YES;
config.maxAutoAdjustCacheTime = 1;
config.minAutoAdjustCacheTime = 1;
config.cacheTime = 1;
config.connectRetryCount = 3;
config.connectRetryInterval = 3;
config.enableAEC = NO;
//先setConfig再startPlay
[player setConfig:config];
//Android源码
mTXLivePlayConfig = new TXLivePlayConfig();
mTXLivePlayer = new TXLivePlayer(context);
//
//开启消息接收,收不到消息的话就是没打开这个（默认:关）
mTXLivePlayConfig.setEnableMessage(true);
//
//设置延迟平衡点为1s(考虑到云端和推流端引入的延迟，实际延迟为2s多，SDK推流：2s, obs推流：3-4秒)
mTXLivePlayConfig.setAutoAdjustCacheTime(true);
mTXLivePlayConfig.setCacheTime(1.0f);
mTXLivePlayConfig.setMaxAutoAdjustCacheTime(1.0f);
mTXLivePlayConfig.setMinAutoAdjustCacheTime(1.0f);
//
//先setConfig再startPlay
mTXLivePlayer.setConfig(mTXLivePlayConfig);

请务必使用 FLV 格式的播放地址，RTMP在高并发场景下容易出现卡顿问题。

步骤六：题目的扩散

如果是用APP发题，只需要参考TXLivePusher 的 sendMessage 调用方法即可，参考文档见（iOS | Android）。
如果是用我们的定制版 Obs Studio 发题，那么可以使用本地ini文件提前把题目编辑好，由导播员在合适的时间将题目扩散出去。

可靠性评估

有些客户可能会担心：音视频通道本身不太稳定，那么万一卡了或者视频数据丢了，会不会导致观众端看不到题目。

首先，直播的音视频数据丢帧是确定的按照gop为单位来丢帧的，如果gop=1，那么每次会丢1s的音视频数据
其次，以腾讯云目前的节点部署情况来看，视频卡顿90%以上都以由于观众端网速不足引起的，这种情况下其他的网络通讯也不会很流畅。

所以，解决这个问题的办法就是每秒钟（gop设置为1s的前提条件下）发送一次题目消息，相同的题号在观众端剔重，这样就可以避免偶尔的音视频卡顿对题目到达可靠性的影响。

步骤七：接收题目消息

在我们的推流 APP Demo 以及定制版本的 Obs Studio 中，我们以 json 格式将题目组织成一段buffer，并将其夹在音视频流中送出去。

获取到这个buffer以后，您就可以将其解析出来，并完成对应的 UI 展示。如果你需要调整json格式以支持更多的定制型，请修改源码或者联系我们。

TXLivePlayConfig 中的 enableMessage 开关置为 YES。
TXLivePlayer 通过 TXLivePlayListener 监听消息，消息编号：PLAY_EVT_GET_MESSAGE （2012）

// iOS 的代码
 -(void) onPlayEvent:(int)EvtID withParam:(NSDictionary *)param {
    [self asyncRun:^{
        if (EvtID == PLAY_EVT_GET_MESSAGE) {
            dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{ //抛到主线程，避免线程安全问题
                if ([_delegate respondsToSelector:@selector(onPlayerMessage:)]) {
                    [_delegate onPlayerMessage:param[@"EVT_GET_MSG"]];
                }
            });
        }
    }];
}
//Android 示例代码
mTXLivePlayer.setPlayListener(new ITXLivePlayListener() {
        @Override
        public void onPlayEvent(int event, Bundle param) {
            if (event == TXLiveConstants.PLAY_ERR_NET_DISCONNECT) {
                roomListenerCallback.onDebugLog("[AnswerRoom] 拉流失败：网络断开");
                roomListenerCallback.onError(-1, "网络断开，拉流失败");
            }
            else if (event == TXLiveConstants.PLAY_EVT_GET_MESSAGE) {
                String msg = null;
                try {
                    msg = new String(param.getByteArray(TXLiveConstants.EVT_GET_MSG), "UTF-8");
                    roomListenerCallback.onRecvAnswerMsg(msg);
                } catch (UnsupportedEncodingException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
});

步骤八：开发答题系统

由于腾讯云 PAAS 的定位，所以对于跟客户业务绑定比较紧密的答题和支付系统，我们就不涉及了，需要您来参与开发。

这里普遍采用的方案是：将客户的答案以 HTTP(S) 请求方式汇总到答题服务器上，只是实现过程需要注意解决瞬间高并发的请求压力。

有客户可能会问，IM系统是否适合用来答题，这里目前看是不适合的，因为 IM 系统的主要能力在于消息扩散，而答题的主要目标是信息的收拢。

步骤九：答题结果显示

一般题目出来一段时间以后，就会进入闭题状态。这时，答题系统会将结果进行统计汇总，并将汇总结果下发给观众。

如果是用我们的定制版 Obs Studio 扩散结果，搭一个简单的服务器，并提供一个 http 接口，然后按照我们约定的 json 格式跟 Obs 进行题目、答案以及人数的通讯。从而实现题目和答案的分发。

这部分协议由于文档篇幅限制，暂时不放在文档中详细列出，有需要的话请 400 电话联系我们。

接入攻略（方案二）

步骤一：开通腾讯云直播服务

同方案一，不再赘述。

步骤二：获取推流URL & 加注NTP时间戳

参考方案一，与方案一不同之处在于，推流 URL 需要额外增加一个参数：

加注NTP时间戳

在推流 URL 之后添加参数 &txAddTimestamp=1 参数，服务器会每隔1s向您的直播流中打入一个带有国际标准时间（误差在 100ms 以内）的 SEI 时间戳。如果您使用我们的播放器播放此视频流，那么就会每隔一秒钟收到一次代表当前画面 NTP 时间的消息通知。

步骤三：获取播放URL

同方案一，不再赘述。

步骤四：配置推流端

同方案一，不再赘述。

步骤五：对接播放器

参考方案一，与方案一不同之处在于，此时获取的message不再是一个json，而是一个8字节的64位时间戳。

long timeStamp = byteArrayToInt(param.getByteArray(TXLiveConstants.EVT_GET_MSG));
/**
* 将8字节的byte数组转成一个long值
*/
public static long byteArrayToInt(byte[] byteArray) {
        byte[] a = new byte[8];
        int i = a.length - 1, j = byteArray.length - 1;
        for (; i >= 0; i--, j--) {// 从b的尾部(即int值的低位)开始copy数据
            if (j >= 0)
                a[i] = byteArray[j];
            else
                a[i] = 0;// 如果b.length不足4,则将高位补0
        }
        // 注意此处和byte数组转换成int的区别在于，下面的转换中要将先将数组中的元素转换成long型再做移位操作，
        // 若直接做位移操作将得不到正确结果，因为Java默认操作数字时，若不加声明会将数字作为int型来对待，此处必须注意。
        long v0 = (long) (a[0] & 0xff) << 56;// &0xff将byte值无差异转成int,避免Java自动类型提升后,会保留高位的符号位
        long v1 = (long) (a[1] & 0xff) << 48;
        long v2 = (long) (a[2] & 0xff) << 40;
        long v3 = (long) (a[3] & 0xff) << 32;
        long v4 = (long) (a[4] & 0xff) << 24;
        long v5 = (long) (a[5] & 0xff) << 16;
        long v6 = (long) (a[6] & 0xff) << 8;
        long v7 = (long) (a[7] & 0xff);
        return v0 + v1 + v2 + v3 + v4 + v5 + v6 + v7;
}

步骤六：题目的扩散

如果您使用自己的 IM 系统下发题目，请忽略这一部分，如果想使用腾讯云 IM 服务发题，请对接如下几步：

1. 开通 IM 通讯服务：开通腾讯云云通信服务。
2. 配置 IM 通讯服务：按照文档进行初始化配置，集成模式请务必选择独立模式。
3. 使用 REST API 创建一个 BChatRoom 用于发题：腾讯云 IM 的 REST API 是专门提供给服务端接入用的，创建群组这个操作一般是由您的服务器触发，所以适合使用 REST API 方案进行接入。 BChatRoom 这种房间类型非常适合用来发题，因为它原本就是用来做系统通知的，所以消息达到率高，消息可靠性好。创建群组使用 v4/group_open_http_svc/create_group 可以实现，测试方法见 SDK 开发包中的 IM后台RESTAPI使用方法.pdf - 步骤3。
4. 使用 REST API 创建一个 AVChatRoom 用于弹幕：AVChatRoom 这种房间类型非常适合用来做聊天室的弹幕消息，有比较严格的脏字过滤和频率限制逻辑，专门为大型聊天室场景优化。创建群组使用 v4/group_open_http_svc/create_group 可以实现，测试方法见 SDK 开发包中的 IM后台RESTAPI使用方法.pdf - 步骤4。 AVChatroom中默认的频率控制为40条/s，如果您需要调整限制请联系我们，因为消息越多，带宽费用越高。
5. 使用 REST API 在 BChatRoom 里发送题目广播：消息发送可以使用 v4/group_open_http_svc/send_group_msg ，测试方法见 SDK 开发包中的 IM后台RESTAPI使用方法.pdf - 步骤5。
6. 如何实时获取在线人数？：REST API 是不支持客户端调用的，但即使是后台调用，腾讯云 REST API 的后台调用频率限制也只有 100次/秒，所以要实时获取在线人数，就需要先由您的业务后台通过 REST API 低频的获取到在线人数，再通过消息通道，将在线人数下发到客户端。 1）由您的业务服务器通过 v4/group_open_http_svc/get_group_info 获得群的在线人数。

2）之后，由您的业务服务器通过 v4/group_open_http_svc/send_group_msg，定时将人数通过群消息下发给客户端。定时频率可以设定为 3-5s 一次。

特别注意：REST API 不支持客户端调用，在客户端调用会引发私钥泄漏，进而导致您的云服务被恶意盗用和扣费。

步骤七：题目接收&弹幕收发

客户端使用 IM SDK 完成消息的接收和弹幕消息的收发，这里可以按照如下步骤对接

1. 集成精简版 IMSDK 精简版：IMSDK 位于 SDK开发包中，zip包中的 “接入指引-IMSDK.pdf” 有详细的说明。
2.参考源码完成对接： SDK开发包中有一个叫做 AnswerPlayIMCenter 的源码文件，封装了对于 IMSDK 的简单调用，相当于对于接入文档的代码示例，您可以参考一下，如下是这个类的成员函数说明：

成员函数	作用
initIMCenter	用于初始化，需要填写您在腾讯云的 IM 服务相关信息。
loginIMUser	用于登录，您可以把 imSDK 当成一个无界面的 QQ，用QQ收发消息肯定要登录，只是将QQ号和登录密码换成了您的Userid和您的服务器签发的UserSig。
joinIMGroup	用于加入在步骤六中由您的后台服务器通过 REST API 创建的 BChatRoom 和 AVChatRoom。
sendChatMessage	用来发送弹幕评论消息
onRecvChatMessage	用于接收来自 AVChatRoom 的弹幕消息，注意做一下渲染的频率限制，不要收到一条弹幕消息就刷一次屏幕，手机性能可能扛不住，很多客户都是在这里疏忽了，因为测试期间消息不多不易发现。
onRecvIssueMessage	用于接收来自 BChatRoom 的题目消息，按照方案二的设计，每道题目里面都有它应该显示的 NTP 国际时间。

3. 题目的显示时机：onRecvIssueMessage 收到的题目不要立刻显示出来，要等来自播放器的 GET_MESSAGE 回调，如果回调的时间 >= 题目的 NTP 国际时间，就可以把指定的题目显示出来了。
4. UserSig怎么算？：UserSig 是 loginIMUser 时需要的一个重要信息，它的作用等同于登录QQ用的密码，只是这个密码由您的服务器为您的用户签发；这里使用的密码签发方案是基于 RSA 非对称加密实现的，所以安全性非常高。 UserSig 一般是由您的服务器签发的，签发方案可以参考： TLS 后台 API ，不过为了能够能让您快速调试起来，我们也提供了一个Windows 的签发小工具，您可以在后台同学加入项目之前就可以先把终端逻辑调试起来。注意：小工具里的公私钥都只能用来测试，您可千万别当真的用了。

步骤八：开发答题系统

由于腾讯云 PAAS 的定位，所以对于跟客户业务绑定比较紧密的答题和支付系统，我们就不涉及了，需要您来参与开发。

这里普遍采用的方案是：将客户的答案以 HTTP(S) 请求方式汇总到答题服务器上，只是实现过程需要注意解决瞬间高并发的请求压力。

有客户可能会问，IM系统是否适合用来答题，这里目前看是不适合的，因为 IM 系统的主要能力在于消息扩散，而答题的主要目标是信息的收拢。

步骤九：答题结果显示

一般题目出来一段时间以后，就会进入闭题状态。这时，答题系统会将结果进行统计汇总，并将汇总结果下发给观众，结果下发可以继续使用步骤六中的题目扩散通道。

一文带你深度解析腾讯云直播答题方案

效果体验

在线答题室

体验方式二：Obs Studio

SDK下载

我们的优势

方案解读

方案一：题目透传方案

原理描述

方案二：NTP时间同步方案

原理描述

方案三：小程序解决方案

接入攻略（方案一）

步骤一：开通腾讯云直播服务

步骤二：获取推流URL

步骤三：获取播放URL

步骤四：配置推流端

I帧间隔（GOP）

编码参数

步骤五：对接播放器

步骤六：题目的扩散

步骤七：接收题目消息

步骤八：开发答题系统

步骤九：答题结果显示

接入攻略（方案二）

步骤一：开通腾讯云直播服务

步骤二：获取推流URL & 加注NTP时间戳

步骤三：获取播放URL

步骤四：配置推流端

步骤五：对接播放器

步骤六：题目的扩散

步骤七：题目接收&弹幕收发

步骤八：开发答题系统

步骤九：答题结果显示

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