.NET鬥魚直播彈幕客戶端(下)
.NET鬥魚直播彈幕客戶端(下)
在上篇文章中，我們提到了如何使用.NET連線鬥魚TV直播彈幕的基本操作。然而想要做得好，做得容易擴充套件，就需要做進一步的程式碼整理。
本文將涉及以下內容：
- 介紹如何使用
Reactive Extensions（Rx），演示這一系列操作用起來，就像寫Hello World一樣簡單； - 用我自制的“準遊戲引擎”
FlysEngine，只需少量程式碼，即可實現桌面彈幕的效果； - 最後提供一波“伸手黨”福利，文中所有可執行、完整程式碼，將按原樣奉上。
Rx.NET
Rx，是Reactive Extensions的縮寫，據說Rx發明於.NET 2.0時代的微軟。那時候還沒有async/await
RX對程式語言要求不高（如不要求內建協程-coroutine），RX反倒在.NET之外的其它程式語言中大行其道。如rx.js、RxJava等等。
C#從.NET 2.0就提供了yield關鍵字，然後3.0提供了LINQ，5.0提供了async/await，因此很多時候RX的意義不大。但在某些情況下（如這種情況），就有意義了，原因請見下圖：
| - | 單資料 | 多資料 |
|---|---|---|
| 同步 | T |
IEnumerable<T> |
| 非同步 | Task<T> |
Observable<T>/IAsyncEnumerable<T> |
C#的協程支援同步多資料，非同步單資料，但不支援同步多資料（C# 8.0
IAsyncEnumerable<T>），本文將使用Rx來包裝上一篇文章的鬥魚TV直播彈幕客戶端。
來先看一波老程式碼：
注意剪頭所指的位置，那是基礎程式碼“出口”，或者業務邏輯“入口”，基礎程式碼不能簡單地return打斷，因為它要不停地輸出資料，這時就需要像協程等程式語言功能，或者Rx的支援。
Rx-Hello World
首先引入NuGet包System.Reactive，一個簡單的“非同步多值返回”的Rx示例程式碼如下：
Observable.Create<int>(async (o, cancellationToken) => { for (var i = 0; i < 5; ++i) { await Task.Delay(1000); o.OnNext(i); } o.OnCompleted(); })
麻雀雖小，五臟俱全，如程式碼所示，幾乎只需在正常程式碼外包一層Rx，即可享受Rx的好處。
使用Rx
使用起來就更簡單了，上篇展示的長達252行程式碼的demo，現在只需一行程式碼，即可無侵入式地呼叫：
DouyuBarrage.ChatMessageFromUrl("https://www.douyu.com/scboy")呼叫結果如下（和昨天效果完全一樣）：
Rx的其它好處
除了呼叫簡單之外，Rx的擴充套件也非常非常簡單，比如完成以下操作，以前可能非常麻煩，需要改多處程式碼，而使用Rx，只需像LINQ一樣加幾個指令即可：
同時抓多個直播間的彈幕
#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：
只需一個Merge指令即可合併兩個直播間的彈幕（Observable<T>）
擴充套件簡單
比如只想提取特殊的彈幕，或者資料之前想做一些轉換，可以使用Where，Select等資料過濾和轉換操作符，符合LINQ的習慣，非常好用。比如我正常彈幕的提取，其實是從JObjectFromUrl轉換而來，JObjectFromUrl，又是從RawFromUrl轉換而來，這提高了擴充套件性，又無需修改老程式碼，正是所謂“對擴充套件開放，對修改封閉”的開放-封閉原則：
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彈幕，我只需ChatMessageFromUrl().Where(x => x.Color != 0xffffff)即可，非常方便。
桌面彈幕
這可能是另一個主題——實時渲染，用到了我自己寫的“準遊戲引擎”FlysEngine，因此需要安裝NuGet包：FlysEngine.Desktop。
桌面彈幕不同於網頁彈幕，只能在網頁中顯示，而桌面彈幕可以直接顯示在螢幕最上方。有些公司年會可能用到了桌面彈幕，這無疑增加了主持人與觀眾們的互動，提高了群眾參與的積極性。
注意：本文中所說
FlysEngine的實質是Direct2D和Windows API-UpdateLayeredWindowIndirect函式。如果不想使用FlysEngine，完全可以使用其它方式代替。最簡單的方式是使用WPF，然後設定AllowsTransparency=true，但這樣效能會差一些。本文介紹的方法，CPU使用率將保持在0%左右！
桌面彈幕的要點
- 渲染文字
DirectWrite； - 文字移動 將文字從螢幕右邊移動到左邊；
- 檢測是否離開螢幕 如果螢幕上不顯示彈幕，即可將彈幕刪除；
- 初始位置確定 如果一行顯示不下，則將彈幕放在下一行。
渲染文字
渲染文字一般是通過DirectWrite，它效能很好，功能也強大。FlysEngine將DirectWrite封裝了，因此直接用便是。
注意：
DirectWrite不僅渲染文字，還提供了.Metrics屬性，可以計算文字渲染之後的大小，這會讓事情變得容易很多。
文字移動
文字移動首先需要一個位置，隨著時間變化，將該位置的X座標不段減少即可。這可以通過FlysEngine中的UpdateLogic事件實現，它會定期呼叫，傳入一個float dt，程式碼離上一次呼叫UpdateLogic的時間間隔。因此可以利用這個dt變數，計算是彈幕的新位置：
public void MoveLeft(float dt, float speed)
{
Position.X -= dt * speed;
}檢測是否離開螢幕
由於我們已知彈幕是矩形，（很顯然螢幕也是矩形）因此這個檢測比較簡單，直接判斷文字的右邊緣是否大於0即可。
也由於需要經常/頻繁地刪除在螢幕上的彈幕物件，因此最好儲存彈幕的資料結構別使用O(n)的集合，如最好別使用List<T>，它是線性表。我這裡使用的是連結串列，.NET的連結串列實現是LinkedList<T>（很多人以為是List<T>）。
多說一句，連結的遍歷演算法如下（while迴圈）：
var node = barrages.First;
while (node != null)
{
var next = node.Next;
// do work here
node = next;
}之所以不使用foreach來遍歷，因為這樣遍歷可以實現高效能的“邊遍歷、邊刪除”的實現。
初始位置確定
這一點思想需要多想想，需要從第一行開始，從後往前看，看最後那一邊彈幕是否大於螢幕右邊。只要想清楚了，程式碼很容易：
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;
}有了這些，就可以愉快地感受螢幕彈幕啦！
彩色emoji表情
Direct2D支援——但預設不顯示彈幕emoji表情：
需要多加一個列舉讓其支援：
target.DrawText("