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M3U8 格式：为什么直播回放都用这个格式？

M3U8 文件是一种纯文本文件，可以指定一个或多个多媒体文件的位置。它的设计初衷是为了播放音频文件，但后来越来越多的用于播放视频文件列表。而 M3U8 则是用 UTF-8 编码的 M3U。M3U、M3U8 文件都是苹果公司使用的 HLS(HTTP Live Streaming) 协议的基础。

M3U8 格式概览

M3U8 文件其实是一个播放列表，这个列表可能是一个媒体播放列表（Media Playlist），也可能是一个主播放列表（Master Playlist）。但无论是哪种播放列表，其内部文字使用的都是 utf-8 编码。

M3U8 的应用场景

在实际应用场景中，由于 HLS/M3U8/TS 这套方案在控制直播延时上不太理想，所以一般实时直播场景不会选择使用 M3U8 媒体格式。但是，对于直播回放这种场景，由于使用 M3U8/TS 这套方案能够在直播过程中就持续生成和存储切片，所以直播回放基本上都会选择 M3U8 媒体格式。

媒体播放列表

当 M3U8 文件作为媒体播放列表（Media Playlist）时，其包含的信息记录的是一系列多媒体资源切片，顺序播放这些切片，即可完整呈现多媒体资源。

                #EXTM3U

#EXT-X-TARGETDURATION:10

#EXTINF:9.009,

http://media.example.com/first.ts

#EXTINF:9.009,

http://media.example.com/second.ts

#EXTINF:3.003,

http://media.example.com/third.ts

#EXT-X-ENDLIST

第一行的 #EXTM3U 表示文件格式。第二行的 #EXT-X-TARGETDURATION:10 表示后面的各个资源切片时长都小于或等于 10 秒。接下来，我们看到有 3 个资源切片，时长分别是 9.009 秒、9.009 秒、3.003 秒。

在点播时，客户端首先下载 M3U8 文件，然后按照 M3U8 列表下载各个资源切片依次播放即可。在直播时，客户端则需要定时重新请求 M3U8 文件，从而检查是否有新的媒体切片需要进行下载播放。所有的这些数据都通过 HTTP 协议传输。

主播放列表

当 M3U8 文件作为主播放列表（Master Playlist）时，其包含的信息是同一个媒体资源的多路流资源列表。不同的流可能有着不同的码率，不同的格式，不同的分辨率。不同的流也可以指定不同语言的音频，不同视角的视频等等。

                #EXTM3U

#EXT-X-STREAM-INF:BANDWIDTH=150000,RESOLUTION=416x234,CODECS="avc1.42e00a,mp4a.40.2"

http://example.com/low/index.m3u8

#EXT-X-STREAM-INF:BANDWIDTH=240000,RESOLUTION=416x234,CODECS="avc1.42e00a,mp4a.40.2"

http://example.com/lo_mid/index.m3u8

#EXT-X-STREAM-INF:BANDWIDTH=440000,RESOLUTION=416x234,CODECS="avc1.42e00a,mp4a.40.2"

http://example.com/hi_mid/index.m3u8

#EXT-X-STREAM-INF:BANDWIDTH=640000,RESOLUTION=640x360,CODECS="avc1.42e00a,mp4a.40.2"

http://example.com/high/index.m3u8

#EXT-X-STREAM-INF:BANDWIDTH=64000,CODECS="mp4a.40.5"

http://example.com/audio/index.m3u8

客户端应该根据网络状况来选择合适的流来播放，也应该根据用户的偏好来选择合适的语言和视角的流来播放。

M3U8 格式规范

格式要求

M3U8 播放列表文件必须以 UTF-8 进行编码
不能包含任何 Byte Order Mark（BOM）内容
除了 CR 和 LF 之外不能包含任何 UTF-8 控制字符
所有的字符序列必须遵循 Unicode 规范

文件结构

M3U8 播放列表文件的每一行要么是一个 URI，要么是空行，要么是以 # 开头的字符串。空行会被忽略。以 # 开头的字符串要么是注释，要么是标签。标签以 #EXT 开头，大小写敏感。

媒体切片时长

一个媒体播放列表的时长等于它包含的所有媒体切片时长的总和。每个媒体切片的码率等于切片的大小除以它的时长。

M3U8 标签详解

基础标签

#EXTM3U：表示文件继承自 M3U 标准，必须放在文件第一行
#EXT-X-VERSION：表示文件的版本

媒体切片标签

#EXT-X-TARGETDURATION：每个分片 TS 的最大的时长
#EXTINF：分片 TS 的信息，如时长、带宽等
#EXT-X-ENDLIST：M3U8 文件结束符
#EXT-X-MEDIA-SEQUENCE：第一个 TS 分片的序列号
#EXT-X-ALLOW-CACHE：是否允许缓存

HLS 协议优势

HLS 只请求基本的 HTTP 报文，与实时传输协议（RTP）不同，HLS 可以穿过任何允许 HTTP 数据通过的防火墙或者代理服务器
很容易使用内容分发网络来传输媒体流，这是 HLS 应用在直播上的一大优势
支持多码率自适应，用户可以根据网络状况自动选择合适的清晰度
支持加密和 DRM，可以保护内容版权

M3U8 与直播

如何判断 M3U8 是直播还是点播？

1. 判断是否存在 #EXT-X-ENDLIST

对于一个 M3U8 文件，如果结尾不存在 #EXT-X-ENDLIST，那么一定是直播，不是点播。

2. 判断 #EXT-X-PLAYLIST-TYPE 类型

'#EXT-X-PLAYLIST-TYPE' 有两种类型：

VOD (Video on Demand)：表示该视频流为点播源，服务器不能更改该 M3U8 文件
EVENT：表示该视频流为直播源，服务器可以在文件末尾添加新内容

总结

M3U8 作为 HLS 协议的核心组成部分，在直播回放和点播场景中有着广泛的应用。虽然在实时直播方面由于延迟问题不如其他协议，但在需要高可靠性、易于 CDN 分发和自适应码率的场景中，M3U8 仍然是最佳选择之一。