.NET斗鱼直播弹幕客户端(下)
.NET斗鱼直播弹幕客户端(下)
在上篇文章中，我们提到了如何使用.NET连接斗鱼TV直播弹幕的基本操作。然而想要做得好，做得容易扩展，就需要做进一步的代码整理。
本文将涉及以下内容：
- 介绍如何使用
Reactive Extensions（Rx），演示这一系列操作用起来，就像写Hello World一样简单； - 用我自制的“准游戏引擎”
FlysEngine，只需少量代码，即可实现桌面弹幕的效果； - 最后提供一波“伸手党”福利，文中所有可运行、完整代码，将按原样奉上。
Rx.NET
Rx，是Reactive Extensions的缩写，据说Rx发明于.NET 2.0时代的微软。那时候还没有async/await。后来，也许由于RX对编程语言要求不高（如不要求内置协程-coroutine），RX反倒在.NET之外的其它编程语言中大行其道。如rx.js、RxJava等等。
C#从.NET 2.0就提供了yield关键字，然后3.0提供了LINQ，5.0提供了async/await，因此很多时候RX的意义不大。但在某些情况下（如这种情况），就有意义了，原因请见下图：
| - | 单数据 | 多数据 |
|---|---|---|
| 同步 | T |
IEnumerable<T> |
| 异步 | Task<T> |
Observable<T>/IAsyncEnumerable<T> |
C#的协程支持同步多数据，异步单数据，但不支持异步多数据（C# 8.0现在已经支持IAsyncEnumerable<T>），本文将使用Rx来包装上一篇文章的斗鱼TV直播弹幕客户端。
来先看一波老代码：
注意剪头所指的位置，那是基础代码“出口”，或者业务逻辑“入口”，基础代码不能简单地return打断，因为它要不停地输出数据，这时就需要像协程等编程语言功能，或者Rx的支持。
Rx-Hello World
首先引入NuGet包System.Reactive，一个简单的“异步多值返回”的Rx示例代码如下：
Observable.Create<int>(async (o, cancellationToken) =>
{
for (var i = 0; i < 5; ++i)
{
await Task.Delay(1000);
o.OnNext(i);
}
o.OnCompleted();
})
麻雀虽小，五脏俱全，如代码所示，几乎只需在正常代码外包一层Rx，即可享受Rx的好处。
使用Rx
使用起来就更简单了，上篇展示的长达252行代码的demo，现在只需一行代码，即可无侵入式地调用：
DouyuBarrage.ChatMessageFromUrl("https://www.douyu.com/scboy")
调用结果如下（和昨天效果完全一样）：
Rx的其它好处
除了调用简单之外，Rx的扩展也非常非常简单，比如完成以下操作，以前可能非常麻烦，需要改多处代码，而使用Rx，只需像LINQ一样加几个指令即可：
同时抓多个直播间的弹幕
#load ".\barrage.linq"
DouyuBarrage.ChatMessageFromUrl("https://www.douyu.com/scboy")
.Select(x => new { Room = "scboy", Message = x.Message })
.Merge(DouyuBarrage.ChatMessageFromUrl("https://www.douyu.com/topic/lscs?rid=633019")
.Select(x => new { Room = "lalala", Message = x.Message}))
效果如下：
只需一个Merge指令即可合并两个直播间的弹幕（Observable<T>）
扩展简单
比如只想提取特殊的弹幕，或者数据之前想做一些转换，可以使用Where，Select等数据过滤和转换操作符，符合LINQ的习惯，非常好用。比如我正常弹幕的提取，其实是从JObjectFromUrl转换而来，JObjectFromUrl，又是从RawFromUrl转换而来，这提高了扩展性，又无需修改老代码，正是所谓“对扩展开放，对修改封闭”的开放-封闭原则：
public IObservable<JToken> JObjectFromUrl(string url)
=> RawFromUrl(url).Select(MsgTool.DecodeStringToJObject);
public IObservable<Barrage> ChatMessageFromUrl(string url) =>
JObjectFromUrl(url)
.Where(x => x["type"].Value<string>() == "chatmsg")
.Select(Barrage.FromJToken);
又比如可能我只想提取彩色弹幕，我只需ChatMessageFromUrl().Where(x => x.Color != 0xffffff)即可，非常方便。
桌面弹幕
这可能是另一个主题——实时渲染，用到了我自己写的“准游戏引擎”FlysEngine，因此需要安装NuGet包：FlysEngine.Desktop。
桌面弹幕不同于网页弹幕，只能在网页中显示，而桌面弹幕可以直接显示在屏幕最上方。有些公司年会可能用到了桌面弹幕，这无疑增加了主持人与观众们的互动，提高了群众参与的积极性。
注意：本文中所说
FlysEngine的实质是Direct2D和Windows API-UpdateLayeredWindowIndirect函数。如果不想使用FlysEngine，完全可以使用其它方式代替。最简单的方式是使用WPF，然后设置AllowsTransparency=true，但这样性能会差一些。本文介绍的方法，CPU使用率将保持在0%左右！
桌面弹幕的要点
- 渲染文字
DirectWrite； - 文字移动 将文字从屏幕右边移动到左边；
- 检测是否离开屏幕 如果屏幕上不显示弹幕，即可将弹幕删除；
- 初始位置确定 如果一行显示不下，则将弹幕放在下一行。
渲染文字
渲染文字一般是通过DirectWrite，它性能很好，功能也强大。FlysEngine将DirectWrite封装了，因此直接用便是。
注意：
DirectWrite不仅渲染文字，还提供了.Metrics属性，可以计算文字渲染之后的大小，这会让事情变得容易很多。
文字移动
文字移动首先需要一个位置，随着时间变化，将该位置的X坐标不段减少即可。这可以通过FlysEngine中的UpdateLogic事件实现，它会定期调用，传入一个float dt，代码离上一次调用UpdateLogic的时间间隔。因此可以利用这个dt变量，计算是弹幕的新位置：
public void MoveLeft(float dt, float speed)
{
Position.X -= dt * speed;
}
检测是否离开屏幕
由于我们已知弹幕是矩形，（很显然屏幕也是矩形）因此这个检测比较简单，直接判断文字的右边缘是否大于0即可。
也由于需要经常/频繁地删除在屏幕上的弹幕对象，因此最好储存弹幕的数据结构别使用O(n)的集合，如最好别使用List<T>，它是线性表。我这里使用的是链表，.NET的链表实现是LinkedList<T>（很多人以为是List<T>）。
多说一句，链接的遍历算法如下（while循环）：
var node = barrages.First;
while (node != null)
{
var next = node.Next;
// do work here
node = next;
}
之所以不使用foreach来遍历，因为这样遍历可以实现高性能的“边遍历、边删除”的实现。
初始位置确定
这一点思想需要多想想，需要从第一行开始，从后往前看，看最后那一边弹幕是否大于屏幕右边。只要想清楚了，代码很容易：
float GetNewY()
{
float y = 0;
while (barrages.Reverse().Where(x => x.Position.Y == y).Select(x => x.Rect.Right).FirstOrDefault() > form.Width)
{
y += FontSize;
}
return y;
}
有了这些，就可以愉快地感受屏幕弹幕啦！
彩色emoji表情
Direct2D支持——但默认不显示弹幕emoji表情：
需要多加一个枚举让其支持：
target.DrawText("😀😁😂🤣😃😄😅😆😉😊😋😎",
res.TextFormats[36], rectangle, res.GetColor(Color.Blue),
Direct2D.DrawTextOptions.EnableColorFont); // 重点
支持彩色emoji表情后，效果如下：
总结
最终效果昨天已经见过了，如下：
本文（包括上文）所用的代码如下：
喜欢的朋友请“刷一波666🚀🚀🚀”，并关注我的微信公众号：【DotNet骚操作】
