webRTC实时通信demo

参考文档：

https://www.jianshu.com/p/f439ce5cc0be
https://www.w3cschool.cn/socket

demo流程示意图（用户A向用户B推送视频）：

demo运行效果

由于CSDN限制了上传gif文件的大小，故整个操作流程拆分成以下几个步骤：

打开网页A获取本地视频：
在这里插入图片描述
点击呼叫交换网页的信令和ice信息并开始视频流推送：

点击挂断退出视频流推送：

为了方便展示完整的交互流程，网页A和网页B都是在同一台PC上打开，实际上演示效果和局域网内用两台PC分开打开网页A和网页B是一样的。

准备条件

网页A所在PC需要准备好外接USB摄像头；
启动https server所需的私钥和证书（可以用openSSL工具生成，如启动的是http server，则不需要）。

demo源码

创建前端工程

新建一个文件夹，然后在文件夹内执行以下命令创建前端工程：

npm init

下载依赖

参考以下package.json内容下载依赖库（参考文档中使用的socket.io为2.x版本，demo中的部分代码针对4.x版本有做适配调整，想要在本地一次运行成功，所有的依赖库版本务必与demo保持一致）：

{
  "name": "webrtc",
  "version": "1.0.0",
  "description": "",
  "main": "index.js",
  "scripts": {
    "test": "echo \"Error: no test specified\" && exit 1"
  },
  "author": "liqing",
  "license": "ISC",
  "dependencies": {
    "express": "^4.17.3",
    "socket.io": "^4.4.1"
  }
}

服务端

在项目根目录创建index.js（本地运行时注意修改私钥、证书的地址以及server IP），代码如下：

/*
 * @Author: liqing
 * @Date: 2022-03-29 11:18:39
 * @LastEditors: liqing
 * @LastEditTime: 2023-08-02 14:51:25
 * @Description: description
 * DEMO参考文档：https://www.jianshu.com/p/f439ce5cc0be
 * 注意socket.io的版本：
 * 如果使用4.x版本，io.sockets.adapter.rooms[room]无法获得房间信息（3.x版本以后rooms返回的是Set，不再是对象了）
 * 如果使用2.0.3版本，navigator.mediaDevices.getUserMedia不可用（未验证需要如何修改）
 */
'use strict'

var express = require('express');
var fs = require('fs');
var app = express();

const options = {
    key: fs.readFileSync('D:/my/cakey.pem'),
    cert: fs.readFileSync('D:/my/cacert.pem')
};

var http = require('https').createServer(options, app);
// var http = require('http').createServer(app);
// socket.io API地址：https://www.w3cschool.cn/socket
var io = require('socket.io')(http);

// 静态资源代理
app.use('/css', express.static('css'));
app.use('/js', express.static('js'));
app.use('/img', express.static('img'));
app.use('/module', express.static('module'));

// 路由配置
// app.get('/', function (request, response) {
//     response.sendFile(__dirname + '/index.html');
// });

app.get('/userA', function (request, response) {
    response.sendFile(__dirname + "/userA.html")
});

app.get('/userB', function (request, response) {
    response.sendFile(__dirname + "/userB.html")
});

app.get('/userC', function (request, response) {
    response.sendFile(__dirname + "/userC.html")
});

app.get('/rtsp', function (request, response) {
    response.sendFile(__dirname + "/index.html")
});

io.on('connection', function (socket) {
    console.log(`有用户加入进来 and socket.id is ${socket.id}`);
    socket.on('signal', function (message) {
        socket.to('room').emit('signal', message);
    });

    socket.on('ice', function (message) {
        socket.to('room').emit('ice', message);
    });

    socket.on('create or join', function (room) {
        // 当前使用的socket.io版本为4.4.1，原代码中io.sockets.adapter.rooms返回的已经不是对象，而是一个Set，因此原来的io.sockets.adapter.rooms[room]必定返回undefined
        var clientsInRoom = io.sockets.adapter.rooms.get(room);
        if (typeof clientsInRoom === "undefined") {
            socket.join(room);
            socket.emit('create', room, socket.id);
            console.log('caller joined');
        } else {
            socket.join(room);
            socket.to(room).emit('call');
            console.log('callee joined');
        }
    });
});

/**
 * 注意：如果定义的是http server，则在访问页面时会禁止页面调用摄像头/麦克风设备
 * 规避方案：访问chrome://flags/，找到Insecure origins treated as secure配置项，把http://192.168.0.106:8080加入例外清单
 * 本地运行时需要把下面的IP替换成本地的IP
 */
var server = http.listen(8080, '192.168.0.106', function () {
    var host = server.address().address;
    var port = server.address().port;
    console.log(`listening on:http://${host}:${port}`);
});

/**
 * 服务端代码不涉及任何webRTC内容，socket.io同步的消息不涉及音视频流
 */

https server启动所需的私钥（cakey.pem），可以保存在本地任意路径，但要注意同步修改index.js中的引用地址：

https server启动所需的证书（cacert.pem），可以保存在本地任意路径，但要注意同步修改index.js中的引用地址：

客户端

在项目根目录创建userA.html，代码如下：

<!--
 * @Author: liqing
 * @Date: 2022-03-29 11:13:04
 * @LastEditors: liqing
 * @LastEditTime: 2023-06-08 10:42:57
 * @Description: description
-->
<!DOCTYPE html>
<html>

<head>
    <meta charset="utf-8">
    <title>userA</title>
</head>

<body>
    <div class="container">
        <h1>userA</h1>
        <hr>
        <div class="video_container" align="center">
            <video id="local_video" controls="controls" autoplay muted></video>
        </div>
        <hr>
        <button id="startButton">获取本地视频</button>
        <button id="callButton">呼叫</button>
        <button id="hangupButton">挂断</button>
        <!-- <span id="data"></span> -->
        <script src="/socket.io/socket.io.js"></script>
        <!-- <script src="https://webrtc.github.io/adapter/adapter-latest.js"></script> -->
        <script src="js/userA.js"></script>
    </div>
</body>

</html>

在项目根目录创建js文件夹，在文件夹内创建userA.js，代码如下：

/*
 * @Author: liqing
 * @Date: 2022-03-29 11:17:08
 * @LastEditors: liqing
 * @LastEditTime: 2023-06-08 10:21:12
 * @Description: description
 */
'use strict'

var localVideo = document.getElementById('local_video');

var startButton = document.getElementById('startButton');
var callButton = document.getElementById('callButton');
var hangupButton = document.getElementById('hangupButton');

var pc;
var localStream;
var socket = io.connect();

var config = {
    'iceServers': [{
        'urls': 'stun:stun.l.google.com:19302'
    }]
};

const offerOptions = {
    offerToReceiveVideo: 1,
    offerToReceiveAudio: 1
};


callButton.disabled = false;
hangupButton.disabled = true;

startButton.addEventListener('click', startAction);
callButton.addEventListener('click', callAction);
hangupButton.addEventListener('click', hangupAction);

function gotDevices(infos) {
    // document.getElementById("data").innerHTML = JSON.stringify(infos);
}

function startAction() {
    try {

        // 测试获取设备后置摄像头
        navigator.mediaDevices.enumerateDevices().then(gotDevices);
        // 关于navigator.mediaDevices.getUserMedia的定义可以参考https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/API/MediaDevices/getUserMedia
        navigator.mediaDevices.getUserMedia({ video: true, audio: false }).then(function (mediastream) {
            // 把音视频流放入变量localStream以及localVideo这个dom中
            localStream = mediastream;
            localVideo.srcObject = mediastream;
            startButton.disabled = true;
        }).catch(function (e) {
            // 如果获取本地音视频时无外接设备（摄像头/麦克风）则会提示exception is NotFoundError: Requested device not found
            console.log(`exception is ${e}`);
            alert(`exception is ${e}`);
        });
    } catch (e) {
        alert(`startAction exception is ${e}`);
    }
}

function callAction() {
    callButton.disabled = true;
    hangupButton.disabled = false;
    // pc = new RTCPeerConnection(config);
    // 创建一个本地到远端的webRTC对象
    pc = new RTCPeerConnection();
    // 获取媒体流中的轨道信息
    let tracks = localStream.getTracks();
    // 向上面生成的webRTC对象注入轨道信息
    tracks.forEach(track => pc.addTrack(track, localStream));
    // 作为源端创建offer对象（包含源端的媒体信息和编解码信息）
    pc.createOffer(offerOptions).then(function (offer) {
        // 在webRTC对象中记录offer信息（注意记录本端信息调用的是setLocalDescription，记录对端信息调用的是setRemoteDescription）
        console.log(`offer is ${JSON.stringify(offer)}`);
        pc.setLocalDescription(offer);
        // 同步offer信息给目的端（offer对象中的SDP参数含义可以参考https://blog.csdn.net/m370809968/article/details/88195181,SDP即为信令）
        socket.emit('signal', offer);
    });
    // 当webRTC对象调用setLocalDescription方法时会抛出icecandidate事件（即触发以下监听的回调）
    // 问题：为什么调用setLocalDescription方法会抛出icecandidate事件两次（两次信息不完全相同，如端口）
    pc.addEventListener('icecandidate', function (event) {
        var iceCandidate = event.candidate;
        console.log(`iceCandidate is ${JSON.stringify(iceCandidate)}`);
        if (iceCandidate) {
            // 同步补充描述信息给目的端（通过SDP协商结果进行信息交换），描述信息包括协议、IP、端口、优先级等等信息
            // 问题：为什么这些描述信息不可以放在信令中
            socket.emit('ice', iceCandidate);
        }
    });
    // 当信令和补充信息双方同步完成后即可开始会商
}

function hangupAction() {
    localStream.getTracks().forEach(track => track.stop());
    pc.close();
    pc = null;
    hangupButton.disabled = true;
    callButton.disabled = true;
    startButton.disabled = false;
}

socket.on('create', function (room, id) {
    console.log('userA创建聊天房间');
    console.log(room + id);
});

socket.on('call', function () {
    console.log('enter call');
    callButton.disabled = false;
});

// 监听目的端同步的offer信息
socket.on('signal', function (message) {
    if (pc !== 'undefined') {
        // 在webRTC对象中记录目的端offer信息（注意记录本端信息调用的是setLocalDescription，记录对端信息调用的是setRemoteDescription）
        pc.setRemoteDescription(new RTCSessionDescription(message));
        setTimeout(function () {
            console.log(`remote answer is ${JSON.stringify(pc.remoteDescription)}`);
        }, 1000);
    }
});

socket.on('ice', function (message) {
    if (pc !== 'undefined') {
        pc.addIceCandidate(new RTCIceCandidate(message));
        console.log('become candidate');
    }
});

socket.emit('create or join', 'room');

在项目根目录创建userB.html，代码如下：

<!--
 * @Author: liqing
 * @Date: 2022-03-29 11:17:35
 * @LastEditors: liqing
 * @LastEditTime: 2022-07-29 11:45:19
 * @Description: description
-->
<!DOCTYPE html>
<html>

<head>
    <meta charset="utf-8">
    <title>对方的视频</title>
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1">
</head>

<body>
    <div class="container">
        <h1>对方的视频</h1>
        <hr>
        <div class="video_container" align="center">
            <video id="remote_video" controls autoplay></video>
        </div>
        <hr>
        <script src="/socket.io/socket.io.js"></script>
        <!-- <script src="https://webrtc.github.io/adapter/adapter-latest.js"></script> -->
        <script src="js/userB.js"></script>
    </div>
</body>

</html>

在js文件夹内创建userB.js，代码如下：

/*
 * @Author: liqing
 * @Date: 2022-03-29 11:17:53
 * @LastEditors: liqing
 * @LastEditTime: 2022-07-06 15:45:34
 * @Description: description
 */
'use strict'

var remoteVideo = document.getElementById('remote_video');

var socket = io.connect();

var config = {
    'iceServers': [{
        'urls': 'stun:stun.l.google.com:19302'
    }]
};

var pc;

socket.emit('create or join', 'room');

socket.on('join', function (room, id) {
    console.log('userB加入房间');
});

// 监听源端同步的offer信息
socket.on('signal', function (message) {
    console.log(`enter signal userB`);
    // pc = new RTCPeerConnection(config);
    // 创建一个本地到远端的webRTC对象，因为目的端是被动接收方，故在源端同步消息后才创建
    pc = new RTCPeerConnection();
    // 在webRTC对象中记录源端offer信息（注意记录本端信息调用的是setLocalDescription，记录对端信息调用的是setRemoteDescription）
    pc.setRemoteDescription(new RTCSessionDescription(message));
    // 作为目的端创建offer对象（包含目的端的媒体信息和编解码信息）
    pc.createAnswer().then(function (answer) {
        // 在webRTC对象中记录目的端offer信息（注意记录本端信息调用的是setLocalDescription，记录对端信息调用的是setRemoteDescription）
        pc.setLocalDescription(answer);
        // 同步offer信息给源端
        socket.emit('signal', answer);
    });

    pc.addEventListener('icecandidate', function (event) {
        var iceCandidate = event.candidate;
        if (iceCandidate) {
            console.log(`iceCandidate is ${JSON.stringify(iceCandidate)}`);
            socket.emit('ice', iceCandidate);
        }
    });

    pc.addEventListener('addstream', function (event) {
        remoteVideo.srcObject = event.stream;
    });
});

socket.on('ice', function (message) {
    console.log(`get ice message`);
    pc.addIceCandidate(new RTCIceCandidate(message));
});

运行项目

在根目录下执行以下命令启动服务端：

node index.js

服务端运行成功如下图：
服务端运行成功截图
在浏览器（chrome）中分别打开以下两个地址模拟用户A访问和用户B访问（注意本地运行时需要切换为本机IP）：

https://192.168.0.106:8080/userA
https://192.168.0.106:8080/userB

在userA页面点击获取本地视频按钮，此时如果浏览器是初次调用摄像头设备，则会有如下安全提示：
在这里插入图片描述

点击允许后userA页面就可以在网页中获取到自己的视频：
在这里插入图片描述
然后在userA页面点击呼叫，在userB页面就可以播放userA的视频：

在userA页面点击挂断即可终止视频推送，此时userB页面会停留在userA页面推送视频的最后一帧。

注意点

服务端存在的意义仅仅是帮助两个客户端完成信令及ice信息的交换：当网页A和网页B开始视频流推送时即使停掉nodejs服务，也不会影响视频通信；
demo只能让局域网内的两台PC完成视频通信，如果希望在公网的两台PC可以视频通信，则需要配置iceServers（demo中有相关代码，但在构造RTCPeerConnection对象时未使用相应的配置）。