mpg123

Posted on May 21, 2018

日常生活中，我们都是使用网易云音乐之类的音乐软件听歌，但是你有没有想过，作为程序员，该如何使用命令行来听（zhuang）歌（bi）呢？今天就让我们来实现这个功能吧。

写代码，一般需要搞清楚三点，输入，输出和算法。如果使用命令行听歌，输入很明确，肯定是音频数据流，数据一般可以通过网上获取，那么输出呢，肯定就是我们耳朵中听到的声音，这两点都比较简单。关键是处理数据和输出数据的算法，之前并没有怎么搞过音乐格式编码和解码之类的东西，不过不要慌，已经有强大的 mpg123 这个命令行工具帮我们搞定这类事情了。

mpg123 需要额外安装，macOS 用户可以使用 homebrew 进行安装。mpg123 可以帮助我们处理 MPEG 1.0/2.0/2.5 格式的数据流，并使用系统默认的音屏设备播放。

1	$ mpg123 [ options ] file-or-URL...

上面是它的简单使用，[options] 代表额外选项，真正的参数可以是本地音频文件地址或者 URL 地址。一般来说 file/URL 都需要是 MPEG 格式的音频比特流（ audio bit stream ）。

问题的关键解决之后，下面就可以利用它写一个简单的音乐播放器了，这里播放器具有两种状态，Stopped 和 Playing ，播放器的核心操作依赖 mpg123 实现，exec.Cmd 用于代表这个命令。除此之外，还需要指定输入和输出，输入（ io.ReadCloser ）可以来自 HTTP 得到的数据流，而输出（ io.WriteCloser ）则是该命令的输入管道。

type State int

const (
    Stopped State = iota
    Playing
)

type Player struct {
    state      State
    currentURL string
    mpg123     *exec.Cmd
    src        io.ReadCloser
    dst        io.WriteCloser
}

因为播放音乐需要 mpg123 这个依赖，所以，在程序运行时需要检查其是否存在，exec.LookPath 会在系统路径（ $PATH ）下面寻找，如果不存在，则返回 error 。

func NewPlayer() (*Player, error) {
    _, err := exec.LookPath("mpg123")
    if err != nil {
        return nil, err
    }
    p := &Player{}
    return p, nil
}

使用命令行听歌的关键还是在于对数据流的处理，通过 io.Copy 方法将数据流进行重定向。

func stream(dst io.WriteCloser, src io.ReadCloser) {
    defer dst.Close()
    defer src.Close()
    io.Copy(dst, src)
}

因为 mpg123 需要读取音频数据流，在构造命令时，我们使用 - 来指定mpg123 从标准输入中获取数据（ exec.Command("mpg123", "-q", "-") ），通过 StdinPipe() 方法可以获得连接到此命令的标准输入管道。输入的数据流可以利用 http.Get 获取，然后再利用上述 stream 方法将数据流重定向到 mpg123 的标准输入（ stdin ）中去，这样就可以实现音乐播放了。

func (p *Player) Play(URL string) (err error) {
    if p.state == Playing {
        p.Stop()
        return p.Play(URL)
    }

    mpg123 := exec.Command("mpg123", "-q", "-")
    stdin, err := mpg123.StdinPipe()
    if err != nil {
        stdin.Close()
        return
    }   

    err = mpg123.Start()
    if err != nil {
        stdin.Close()
    }

    response, err := http.Get(URL)
    if err != nil {
        return
    }

    p.state = Playing
    p.currentURL = URL
    p.mpg123 = mpg123
    p.src = response.Body
    p.dst = stdin
    
    go stream(p.dst, p.src)
    return
}

一个音乐播放器自然少不了暂停操作。因为输入和输出分别是 io.ReadCloser 和 io.WriteCloser 类型，所以都可以调用 Close 方法来将它们关闭。除此之外还需要将对应的 mpg123 的进程停掉（ p.mpg123.Process.Kill() ）。

func (p *Player) Stop() {
    if p.state == Stopped {
        return
    }
    p.state = Stopped
    p.src.Close()
    p.src = nil

    p.dst.Close()
    p.mpg123.Process.Kill()
    p.mpg123.Wait()
    p.mpg123.Handler = nil
}

剩下最后一个问题就是如何获取各大平台音乐的链接地址，下面给获取网易云音乐歌曲外链地址的方法，这里的参数 id 表示音乐的 id ，其他平台获取方法也应该类似，感兴趣的读者可以自行寻找。

func getMusicLink(id int) string {
    s := "http://music.163.com/song/media/outer/url?id=%d.mp3"
    addr = fmt.Sprintf(s, id)
    return addr
}