修复由于流控导致的帧率降低,由于摄像头过来的帧不是平均的 40ms 一帧,所以需要容错

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namespace SHH.CameraSdk;
/// <summary>
/// 帧控制器(帧调度核心
/// 功能:管理订阅者的帧需求,基于需求动态判定每帧的处理命运(保留/丢弃、分发目标)
/// 核心逻辑:采用“并集采样”策略,满足任意订阅者的帧率需求即保留帧,避免重复采样浪费资源
/// 帧控制器(混合模式最终版
/// 策略:
/// 1. 高速直通 (> 20 FPS):直接放行,保留硬件原始流畅度与波动。
/// 2. 低速精控 (<= 20 FPS):使用积分算法进行精准降采样。
/// </summary>
public class FrameController
{
#region --- (Private Resources & States) ---
/// <summary> 订阅者帧需求集合(线程安全) </summary>
/// <remarks> Key订阅者AppIdValue该订阅者的帧需求配置 </remarks>
// 需求字典
private readonly ConcurrentDictionary<string, FrameRequirement> _requirements = new();
/// <summary> 全局决策序列号(原子递增,确保决策唯一标识) </summary>
// 积分累加器(仅用于 <= 20 FPS 的精准控制)
private readonly ConcurrentDictionary<string, int> _accumulators = new();
private long _globalSequence = 0;
#endregion
// 逻辑基准分母:假设标准输入是 25 帧
// 用于低帧率时的积分计算基准
private const int LOGICAL_BASE_FPS = 25;
#region --- (Requirement Management) ---
// ---------------------------------------------------------
// 注册与注销
// ---------------------------------------------------------
/// <summary>
/// 注册/更新订阅者的帧需求
/// 功能:新增订阅者需求或更新已有订阅者的目标帧率
/// </summary>
/// <param name="appId">订阅者唯一标识(如 "RemoteClient_01"、"AI_Behavior_Engine"</param>
/// <param name="fps">目标帧率单位fps需大于0否则视为无效需求</param>
public void Register(string appId, int fps)
{
// 新增或更新需求:不存在则创建,存在则更新目标帧率
_requirements.AddOrUpdate(appId,
addValueFactory: _ => new FrameRequirement { AppId = appId, TargetFps = fps },
updateValueFactory: (_, oldRequirement) =>
{
oldRequirement.TargetFps = fps;
return oldRequirement;
});
_ => new FrameRequirement { AppId = appId, TargetFps = fps },
(_, old) => { old.TargetFps = fps; return old; });
// 重置该用户的积分器,确保新策略从零开始
_accumulators.TryRemove(appId, out _);
}
/// <summary>
/// [新增] 注销订阅者的帧需求
/// 功能:移除指定订阅者的配置,该订阅者将不再收到任何分发帧
/// </summary>
/// <param name="appId">订阅者唯一标识</param>
public void Unregister(string appId)
{
// ConcurrentDictionary.TryRemove 是原子的、线程安全的
// out _ 表示我们要丢弃移除出的对象,因为我们只关心移除动作本身
_requirements.TryRemove(appId, out _);
_accumulators.TryRemove(appId, out _); // 同步清理,防止内存泄漏
}
#endregion
#region --- (Frame Decision Generation) ---
// ---------------------------------------------------------
// 核心决策逻辑
// ---------------------------------------------------------
/// <summary>
/// [热路径] 判定当前物理帧是否需要保留并分发
/// 核心逻辑:并集采样,只要任意订阅者达到采样间隔,就保留该帧并分发至对应订阅者
/// 混合决策:高速直通 + 低速精控
/// </summary>
/// <param name="currentTick">当前系统时间戳(单位:毫秒,建议使用 Environment.TickCount64</param>
/// <returns>帧决策结果(包含是否保留、分发目标等信息)</returns>
public FrameDecision MakeDecision(long currentTick)
/// <param name="currentTick">兼容参数(内部逻辑不强依赖</param>
/// <param name="ignoredRealFps">兼容参数(已忽略,防止震荡)</param>
public FrameDecision MakeDecision(long currentTick, int ignoredRealFps = 0)
{
// 初始化决策对象,生成唯一序列号与时间戳
var decision = new FrameDecision
{
Sequence = Interlocked.Increment(ref _globalSequence), // 原子递增,线程安全
Sequence = Interlocked.Increment(ref _globalSequence),
Timestamp = DateTime.Now
};
// 遍历所有订阅者需求,判定是否需要为该订阅者保留当前帧
foreach (var req in _requirements.Values)
{
// 跳过无效需求目标帧率≤0
if (req.TargetFps <= 0) continue;
// 计算该订阅者的采样间隔毫秒1000ms / 目标帧率
long interval = 1000 / req.TargetFps;
//// =========================================================
//// 【策略 A】 高速直通区 (> 20 FPS)
//// =========================================================
//// 用户想要 21~25+ 帧,或者全速。
//// 此时不做任何干预,相机来多少发多少,保留原始的 24-26 波动。
//if (req.TargetFps > 20)
//{
// decision.TargetAppIds.Add(req.AppId);
// req.LastCaptureTick = currentTick; // 更新活跃状态
// continue;
//}
// 判定是否达到采样时间:当前时间 - 上次采样时间 ≥ 采样间隔允许1s内相位对齐自动合并
if (currentTick - req.LastCaptureTick >= interval)
// =========================================================
// 【策略 B】 低速精控区 (<= 20 FPS) -> 积分算法
// =========================================================
// 解决 "16帧" 问题,保证 1帧、5帧、15帧 的绝对精准
// 1. 获取积分
int acc = _accumulators.GetOrAdd(req.AppId, 0);
// 2. 累加:每来一帧,积攒 "TargetFps" 分
acc += req.TargetFps;
// 3. 判定:是否攒够了 25 分 (逻辑基准)
if (acc >= LOGICAL_BASE_FPS)
{
// 加入分发目标列表
// 发货
decision.TargetAppIds.Add(req.AppId);
// 更新该订阅者的上次采样时间,避免重复采样
// 扣除成本,保留余数 (余数是精度的关键)
acc -= LOGICAL_BASE_FPS;
req.LastCaptureTick = currentTick;
}
// 4. 防爆桶机制:如果累积太多(例如相机推流极快),限制封顶
// 防止下一秒瞬间吐出太多帧
if (acc > LOGICAL_BASE_FPS) acc = LOGICAL_BASE_FPS;
// 5. 写回状态
_accumulators[req.AppId] = acc;
}
// 判定是否保留该帧存在分发目标则保留IsCaptured=true否则丢弃
decision.IsCaptured = decision.TargetAppIds.Count > 0;
return decision;
}
#endregion
/// <summary>
/// [新增] 获取当前所有活跃的订阅需求快照
/// </summary>
// ---------------------------------------------------------
// 辅助状态查询
// ---------------------------------------------------------
public List<dynamic> GetCurrentRequirements()
{
// 将 ConcurrentDictionary 转换为列表返回
return _requirements.Values.Select(r => new
{
r.AppId,
r.TargetFps,
// 还可以计算一个预计带宽占用,或者上次取帧时间
LastActive = r.LastCaptureTick
}).ToList<dynamic>();
return _requirements.Values.Select(r => new { r.AppId, r.TargetFps, LastActive = r.LastCaptureTick }).ToList<dynamic>();
}
}