.NET斗魚直播彈幕客戶端(下)
在上篇文章中，我們提到了如何使用.NET連接斗魚TV直播彈幕的基本操作。然而想要做得好，做得容易擴展，就需要做進一步的代碼整理。
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“准游戲引擎”
FlysEngine，只需少量代碼，即可實現桌面彈幕的效果； - 最后提供一波“伸手黨”福利，文中所有可運行、完整代碼，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。后來，也許由於RX對編程語言要求不高（如不要求內置協程-coroutine），RX反倒在.NET之外的其它編程語言中大行其道。如rx.js、RxJava等等。
C#從.NET 2.0就提供了yield關鍵字，然后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：
| - | 單數據 | 多數據 |
|---|---|---|
| 同步 | T |
IEnumerable<T> |
| 異步 | Task<T> |
Observable<T>/IAsyncEnumerable<T> |
C#的協程支持同步多數據，異步單數據，但不支持異步多數據（C# 8.0現在已經支持IAsyncEnumerable<T>），本文將使用Rx來包裝上一篇文章的斗魚TV直播彈幕客戶端。
來先看一波老代碼：
注意剪頭所指的位置，那是基礎代碼“出口”，或者業務邏輯“入口”，基礎代碼不能簡單地return打斷，因為它要不停地輸出數據，這時就需要像協程等編程語言功能，或者Rx的支持。
Rx-Hello World
首先引入NuGet包System.Reactive，一個簡單的“異步多值返回”的Rx示例代碼如下：
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，如代碼所示，幾乎只需在正常代碼外包一層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行代碼的demo，現在只需一行代碼，即可無侵入式地調用：
DouyuBarrage.ChatMessageFromUrl("https://www.douyu.com/scboy")
調用結果如下（和昨天效果完全一樣）：
Rx的其它好處
除了調用簡單之外，Rx的擴展也非常非常簡單，比如完成以下操作，以前可能非常麻煩，需要改多處代碼，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指令即可合並兩個直播間的彈幕（Observable<T>）
擴展簡單
比如只想提取特殊的彈幕，或者數據之前想做一些轉換，可以使用Where，Select等數據過濾和轉換操作符，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，這提高了擴展性，又無需修改老代碼，正是所謂“對擴展開放，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“准游戲引擎”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屏幕最上方。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函數。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，然后設置AllowsTransparency=true，但這樣性能會差一些。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 將文字從屏幕右邊移動到左邊；
- 檢測是否離開屏幕 如果屏幕上不顯示彈幕，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，它性能很好，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后的大小，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，隨着時間變化，將該位置的X坐標不段減少即可。這可以通過FlysEngine中的UpdateLogic事件實現，它會定期調用，傳入一個float dt，代碼離上一次調用UpdateLogic的時間間隔。因此可以利用這個dt變量，計算是彈幕的新位置：
public void MoveLeft(float dt, float speed)
{
Position.X -= dt * speed;
}
檢測是否離開屏幕
由於我們已知彈幕是矩形，（很顯然屏幕也是矩形）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/頻繁地刪除在屏幕上的彈幕對象，因此最好儲存彈幕的數據結構別使用O(n)的集合，如最好別使用List<T>，它是線性表。我這里使用的是鏈表，.NET的鏈表實現是LinkedList<T>（很多人以為是List<T>）。
多說一句，鏈接的遍歷算法如下（while循環）：
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性能的“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，從后往前看，看最后那一邊彈幕是否大於屏幕右邊。只要想清楚了，代碼很容易：
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，就可以愉快地感受屏幕彈幕啦！
彩色emoji表情
Direct2D支持——但默認不顯示彈幕emoji表情：
需要多加一個枚舉讓其支持：
target.DrawText("😀😁😂🤣😃😄😅😆😉😊😋😎",
res.TextFormats[36], rectangle, res.GetColor(Color.Blue),
Direct2D.DrawTextOptions.EnableColorFont); // 重點
支持彩色emoji表情后，效果如下：
總結
最終效果昨天已經見過了，如下：
本文（包括上文）所用的代碼如下：
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