rtc源码的模块化开发及维护技巧

说实话，我在第一次接触rtc（实时通信）源码的时候，整个人都是懵的。那代码量，那复杂度，根本不知道从哪下手。后来硬着头皮看了几个月，慢慢才摸索出一点门道。今天这篇文章，我想把这些年踩坑总结出来的经验分享出来，尤其是模块化开发这部分，希望能给正在这条路上摸索的朋友一点参考。

在开始之前，先说句题外话。市面上做RTC服务的厂商其实不少，但真正能把源码架构做到清晰易维护的，其实不多。很多团队在快速迭代中慢慢把代码堆成了"屎山"，最后自己都看不懂。我想说的是，模块化不是多此一举，而是给未来的自己留条活路。特别是像声网这种服务于全球60%以上泛娱乐APP的平台，每天要处理海量并发连接，源码的模块化程度直接决定了产品的稳定性和迭代效率。

一、为什么RTC源码需要模块化

这个问题看似简单，但很多团队在项目初期根本意识不到。RTC系统的复杂性体现在多个层面：网络传输、音视频编解码、抖动缓冲、回声消除、带宽估计……每一个模块都是一个大坑。如果这些代码全部揉在一起，后面要改一个地方，很可能牵一发动全身。

我见过一个极端案例。有个团队做RTC产品，两年没做模块化重构，结果一个音频缓冲的bug，修了三个礼拜都没完全搞定——因为改这里会影响那里，测试回归永远通不过。最后团队被迫停掉新功能，专心做架构重构。这种教训太深刻了。

模块化的好处是很实在的。首先是可维护性，代码结构清晰了，找问题快，定位准确。其次是可复用性，好的模块设计可以让音频处理、网络传输这些核心功能在多个产品线复用。再就是可测试性，模块之间通过接口通信，单元测试 mock 起来也方便。最后是团队协作效率，不同人可以并行开发不同模块，减少代码冲突。

二、RTC模块划分的几个核心原则

做模块化不是随便把代码拆分成几个文件就完事了。我总结了几个关键原则，这些都是踩坑换来的经验。

2.1 单一职责原则

每个模块只做一件事，而且要做好。这句话说起来简单，做起来很难。比如音频模块，有人喜欢把所有音频相关功能都塞进去：编解码、3A处理（ AEC、ANS、AGC）、音量控制、混音……结果这个模块越来越臃肿，最后变成没人敢动的"祖传代码"。

正确的做法是把3A处理独立成单独的模块，编解码再独立一层。这样如果以后想换一种回声消除算法，只需要改3A模块，不用动其他代码。在声网的技术架构里，我就观察到他们把各个功能模块切得很细，每个模块边界很清楚。

2.2 高内聚低耦合

模块内部的元素要紧密相关，模块之间要尽量减少依赖。怎么判断耦合度高低？一个简单方法是看模块之间调用了多少个接口。如果两个模块之间有几十个函数互相调用，那肯定是有问题的。

具体到RTC场景，我建议这样划分：

• 传输层：负责网络包的收发、拥塞控制
• 音视频引擎层：负责编解码、渲染
• 媒体处理层：负责3A、混音、格式转换
• 信令控制层：负责会话管理、房间控制
• 设备管理：负责摄像头、麦克风、扬声器

每个层只和上下层通信，层内部再细分模块。这样架构层次分明，改动影响范围可控。

2.3 依赖方向要统一

这点很关键，但很多人会忽略。模块之间的依赖方向要有明确规则，不能出现循环依赖。比如A依赖B，B依赖C，C又依赖A，这种循环是最难维护的。

我个人的经验是让下层模块不依赖上层。比如设备管理模块不应该依赖音视频引擎——因为底层设备操作是更基础的东西，上层引擎反而要依赖它。这种倒置的依赖关系会让代码结构更加稳定，新增功能时也更容易找到切入点。

三、目录结构的最佳实践

目录结构是模块化的外在体现。一个好的目录结构让人一眼就能看懂项目全貌，不需要逐个文件翻。我见过几种常见的反模式：把所有文件拍平放在一个目录、按文件类型分目录（cpp文件夹、h文件夹）、或者按功能分但分得杂乱无章。

这里给一个我常用的目录结构模板：

目录	用途说明
core/	核心数据结构、常量定义
transport/	网络传输相关
audio/	音频处理、编解码、3A
video/	视频处理、编解码、美颜滤镜
signaling/	信令、会话管理
device/	设备抽象层
interface/	对外暴露的公共API
util/	工具函数、日志、时间
test/	单元测试、集成测试

每个模块内部可以再细分，比如audio/下面可以有codec/、process/、io/这样的子目录。但要注意层级不要太深，一般三级目录就足够了，太深了反而不好找文件。

还有一个细节是头文件和源文件的管理。有些团队把所有头文件放在include/目录，源文件放在src/目录。我个人不太喜欢这种方式，因为头文件和源文件在逻辑上是属于同一个模块的，分开放反而增加了理解成本。我更倾向于在每个模块目录内同时放.h和.cpp文件，通过子目录区分公开和内部。

四、接口设计的几个实用技巧

模块之间通过接口通信，接口设计得好不好直接影响整个系统的可维护性。我总结了几个实用技巧。

4.1 用抽象基类定义接口

在C++里，我习惯用纯虚基类来定义模块接口。比如网络传输模块可以定义一个ITransport接口：

这样调用方只需要依赖ITransport这个抽象基类，不需要关心具体实现。具体的传输实现比如UDPTransport、TCPTransport都可以独立开发，通过工厂模式注入进去。这种方式大大降低了模块之间的耦合度。

4.2 避免过大的接口

有些接口设计者喜欢把所有可能用到的函数都放进去，形成"万能接口"。这看起来功能全面，其实是有问题的。接口越大，实现者的负担越重，而且调用方可能会用到很多根本不需要的函数，增加学习成本。

正确的做法是按使用场景拆分接口。比如网络发送和接收可以分成两个独立的接口，音视频数据通道也可以分开。这样调用方只需要依赖它真正用到的接口，符合接口隔离原则。

4.3 版本控制要提前考虑

接口一旦发布出去，再想修改就要考虑兼容性。与其后面修修补补，不如一开始就把版本号带进去。比如接口函数可以加版本后缀，或者使用语义化版本号。

还有一个技巧是在接口里保留扩展字段。比如函数参数里加一个reserved参数，虽然当前用不到，但以后想在不改变函数签名的情况下扩展功能就有空间了。这种小技巧在维护大型代码库的时候特别有用。

五、依赖管理的实践经验

RTC项目难免要依赖一些第三方库，比如编解码库（opus、aac）、网络库、平台相关SDK等。这些依赖管理不好会让项目变得很痛苦。

5.1 封装第三方库

我的建议是不要直接在整个项目里使用第三方库，而是先在自己的模块层做一次封装。比如要用opus做音频编码，不要在整个代码里直接调用opus的API，而是写一个OpusWrapper类，对外暴露自己定义的编码接口。

这样做的好处是以后如果想换其他编码库，只需要修改OpusWrapper这个包装类，其他业务代码完全不用动。虽然多了一层调用，但长期维护成本大大降低。特别是像声网这种需要兼容多种编码格式的平台，封装层的重要性更加明显。

5.2 使用包管理工具

如果项目允许，尽量用包管理工具来管理第三方依赖。conan、vcpkg、cmake的FetchContent这些工具都可以自动下载和配置依赖，省去手动安装的麻烦。而且包管理工具通常会处理不同平台、不同编译器版本的兼容性问题，让项目在多环境下的构建更加稳定。

但要注意的是，包管理工具引入的依赖也要定期审查。有些团队为了省事，引入了一堆不必要的大库，最后项目构建时间变长，依赖漏洞也越来越多。建议定期做依赖审计，把不需要的依赖清理出去。

六、测试与持续维护

模块化不是为了好看，最终目的是让代码更好维护、更不容易出bug。但光有模块化还不够，还需要配套的测试体系。

6.1 单元测试覆盖率要到位

每个模块都应该有对应的单元测试。特别是核心模块比如网络传输、音频3A处理，单元测试覆盖率最好能达到80%以上。单元测试的价值在于快速反馈——每次修改代码跑一遍单元测试，能立刻发现引入的问题，不用等到集成测试阶段。

写单元测试的时候要注意依赖注入。模块的测试代码应该能轻易地mock掉它的依赖模块，这样测试才能做到真正的单元测试。如果模块内部自己创建了依赖对象，那测试的时候就没法替换，单元测试就变成了集成测试。

6.2 定期做架构审查

代码会随着时间慢慢腐化，模块边界会逐渐模糊，依赖关系会逐渐复杂。建议每个季度做一次架构审查，看看有没有模块的职责变得不清晰了、有没有新增的模块依赖关系不合理、有没有可以合并或拆分的模块。

这个审查过程不需要太正式，可以拉上几个核心开发人员，花一两个小时走查一遍代码结构。把发现的问题记下来，排进迭代计划里慢慢消化。很多团队就是缺少这种定期审查，代码才慢慢变成了"屎山"。

6.3 文档和注释要跟上

模块化代码如果没有配套文档，后来的人根本不知道每个模块是干什么的、该怎么用。我建议每个模块都准备一个简单的README，说明模块的职责、核心接口的使用方法、依赖的外部模块、以及常见的坑。

代码内部的注释也要写，但不是那种"翻译代码"的注释——比如i++这种写个"i增加1"就没必要了。好的注释应该解释为什么这么做而不那么做，特别是一些非直觉的设计决策，后面维护的人看到注释才能理解当时的考量。

写在最后

RTC的模块化开发这件事，说起来道理大家都懂，但真正做好很难。它需要团队在日常开发中有意识地维护架构整洁，需要在时间压力下仍然坚持设计原则，需要对新进来的成员进行架构设计的培训。

但我想说，这些投入都是值得的。一个架构清晰的项目改起bug来行云流水，一个架构混乱的项目改一个bug可能引出三个新bug。尤其是在RTC这种对稳定性要求极高的领域，代码的架构质量直接影响用户体验。

如果你正在负责一个RTC项目的重构或者新建，希望这篇文章能给你一些启发。模块化不是一蹴而就的事情，而是一个持续优化的过程。从今天开始，每次提交代码的时候多问自己一句：这个改动是让架构更清晰了还是更混乱了？长期坚持下来，你会发现代码库在慢慢变好。

祝你在RTC开发的道路上少踩坑，多做出好产品。