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WebRTC从入门到实践 - 零基础教程

cat2007
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0222

WebRTC从入门到实践 - 零基础教程

目录

  1. WebRTC简介

  2. 基础概念

  3. 工作原理

  4. 开发环境搭建

  5. 基础实践

  6. 三个实战案例

  7. 常见问题解答

1. WebRTC简介

1.1 什么是WebRTC？

WebRTC（Web Real-Time Communication）是一个支持网页浏览器进行实时语音对话或视频对话的技术。简单来说，它就是让浏览器提供实时通信的能力。

1.2 WebRTC能做什么？

  • 视频聊天

  • 语音通话

  • P2P文件传输

  • 屏幕共享

  • 在线教育

  • 远程医疗

  • 游戏数据传输

    1.3 为什么选择WebRTC？

    • MediaStream：获取音视频流

    • RTCPeerConnection：建立点对点连接

    • RTCDataChannel：传输数据

      2.2 信令服务器（Signaling Server）

    • 会话控制信息

    • 网络配置

    • 媒体功能和设置

      2.3 STUN/TURN服务器

    • 防火墙限制

    • NAT类型不支持

    • STUN/TURN服务器配置错误

    • 信令服务器未正确转发消息

      7.2 媒体问题

      Q: 为什么看不到视频/听不到声音？ A: 检查：

    • 使用合适的视频分辨率

    • 启用视频编码（VP8/H.264）

    • 合理控制带宽使用

    • 使用合适的TURN服务器

      7.4 调试技巧

    • WebRTC官方文档

    • MDN WebRTC指南

    • WebRTC示例

    • 使用Chrome开发者工具

    • 查看 chrome://webrtc-internals

    • 检查ICE连接状态

    • 监控网络数据传输

      扩展阅读

    • 摄像头/麦克风权限

    • 设备是否正常工作

    • 媒体流是否正确获取

    • 轨道是否正确添加

      7.3 性能问题

      Q: 如何优化性能？ A: 建议：

    • STUN：帮助获取公网IP

    • TURN：作为备用中继服务器

      3. 工作原理

      3.1 基本流程

      3.2 连接建立过程


      客户端A信令服务器客户端B发送offer转发offer发送answer转发answer建立P2P连接客户端A信令服务器客户端B

      4. 开发环境搭建

      4.1 基础环境准备

      # 创建项目目录
mkdir webrtc-demo
cd webrtc-demo

# 初始化项目
npm init -y

# 安装依赖
npm install express socket.io

      4.2 服务器代码

      // server.js  

// 引入 express 模块  
const express = require('express');  
// 创建 express 应用实例  
const app = express();  
// 创建 HTTP 服务器并将应用附加到服务器  
const server = require('http').Server(app);  
// 引入 socket.io 并将其附加到服务器  
const io = require('socket.io')(server);  

// 将静态文件目录设置为 'public'  
app.use(express.static('public'));  

// 当有客户端与服务器建立连接时触发  
io.on('connection', socket => {  
    // 监听客户端发送的 'join' 事件，加入指定的房间  
    socket.on('join', room => {  
        socket.join(room);  
    });  

    // 监听客户端发送的 'offer' 事件，转发 offer 给同一房间的其他客户端  
    socket.on('offer', data => {  
        socket.to(data.room).emit('offer', data.offer);  
    });  

    // 监听客户端发送的 'answer' 事件，转发 answer 给同一房间的其他客户端  
    socket.on('answer', data => {  
        socket.to(data.room).emit('answer', data.answer);  
    });  

    // 监听客户端发送的 'ice-candidate' 事件，转发 ICE 候选者给同一房间的其他客户端  
    socket.on('ice-candidate', data => {  
        socket.to(data.room).emit('ice-candidate', data.candidate);  
    });  
});  

// 服务器监听 3000 端口，启动服务器并在控制台输出提示信息  
server.listen(3000, () => {  
    console.log('Server running at http://localhost:3000');  
});

      4.3 前端基础结构

         WebRTC Demo         Start   Call   Hang Up

      5. 基础实践

      5.1 获取本地媒体流

      async function getLocalStream() {
    try {
        const stream = await navigator.mediaDevices.getUserMedia({
            audio: true,
            video: true
        });
        document.getElementById('localVideo').srcObject = stream;
        return stream;
    } catch (err) {
        console.error('获取媒体流失败:', err);
    }
}

      5.2 建立点对点连接

      // 创建RTCPeerConnection
function createPeerConnection() {
    const configuration = {
        iceServers: [{
            urls: 'stun:stun.l.google.com:19302'
        }]
    };
    
    const pc = new RTCPeerConnection(configuration);
    
    // 添加媒体流轨道
    localStream.getTracks().forEach(track => {
        pc.addTrack(track, localStream);
    });
    
    // 处理远程流
    pc.ontrack = event => {
        document.getElementById('remoteVideo').srcObject = event.streams[0];
    };
    
    return pc;
}

      6. 三个实战案例

      6.1 视频聊天室

      // 完整的视频聊天实现
const socket = io();
let pc;
let localStream;

async function startCall() {
    localStream = await getLocalStream();
    pc = createPeerConnection();
    
    // 创建并发送offer
    const offer = await pc.createOffer();
    await pc.setLocalDescription(offer);
    socket.emit('offer', { offer, room: 'test-room' });
}

socket.on('offer', async offer => {
    pc = createPeerConnection();
    await pc.setRemoteDescription(offer);
    
    // 创建并发送answer
    const answer = await pc.createAnswer();
    await pc.setLocalDescription(answer);
    socket.emit('answer', { answer, room: 'test-room' });
});

// 开始通话
document.getElementById('startButton').onclick = startCall;

      6.2 文件传输

      // 文件传输示例
let dataChannel;

function setupDataChannel() {
    dataChannel = pc.createDataChannel('fileTransfer');
    
    dataChannel.onmessage = event => {
        // 接收文件数据
        const fileData = event.data;
        downloadFile(fileData);
    };
}

function sendFile(file) {
    const reader = new FileReader();
    reader.onload = e => {
        dataChannel.send(e.target.result);
    };
    reader.readAsArrayBuffer(file);
}

      6.3 屏幕共享

      // 屏幕共享示例
async function startScreenShare() {
    try {
        const stream = await navigator.mediaDevices.getDisplayMedia({
            video: true
        });
        document.getElementById('localVideo').srcObject = stream;
        
        // 替换视频轨道
        const videoTrack = stream.getVideoTracks()[0];
        const sender = pc.getSenders().find(s => s.track.kind === 'video');
        sender.replaceTrack(videoTrack);
    } catch (err) {
        console.error('屏幕共享失败:', err);
    }
}

      7. 常见问题解答

      7.1 连接问题

      Q: 为什么建立不了连接？ A: 常见原因：

    • 作用：帮助双方建立连接

    • 交换信息：

    • 免费开源

    • 实时性好

    • 跨平台

    • 支持P2P

    • 安全性高

    • 无需插件

      2. 基础概念

      2.1 核心组件

      1. 获取本地媒体流

      2. 创建对等连接

      3. 交换网络信息

      4. 交换媒体信息

      5. 建立连接传输数据