深入解读.NET MAUI音乐播放器项目（一）：概述与架构

news2024/12/27 13:00:48

系列文章将分步解读音乐播放器核心业务及代码：

  • 深入解读.NET MAUI音乐播放器项目（一）：概述与架构
  • 深入解读.NET MAUI音乐播放器项目（二）：播放内核
  • 深入解读.NET MAUI音乐播放器项目（三）：界面与交互

为什么想起来这个项目了呢？

这是一个Windows Phone 8的老项目，2014年用作为兴趣写了个叫“番茄播放器”的App，顺便提高编程技能。

这个项目的架构历经多次迁移，从WP8到UWP再到Xamarin.Forms。去年底随着MAUI的正式发布，又尝试把它迁移到MAUI上来。

虽然历经数次迁移，但命名空间和播放内核的代码基本没怎么改动，这个项目随着解决方案升级，依赖库、API调用方式的变更，见证了微软在移动互联网领域的动荡。我偶然发现8年前提交到微软商店的App，竟然还能够打开下载页面 - Microsoft应用商店，但由于我手边没有一台Windows Phone设备，也没法让它在任何的模拟器中跑起来。也只能从商店截图和源代码中重温这个物件和那段时光。

这个项目现在已经没有任何的商业价值，但我知道它对于我意味着什么，曾给我带来的在编程时的那种欣喜和享受，可以说真正让我知道什么叫“Code 4 Fun”——编程带来的快乐，对于那时刚进入社会的我，树立信心和坚持道路有莫大的帮助。

这个项目可能从来就没有价值。那么写博文和开源能发挥多少价值就算多少吧。

当下在.Net平台上有不少开源的音频封装库，如Plugin.Maui.Audio，本项目没有依赖任何音频的第三方库，希望大家以学习的态度交流，如果您有更好的实现方式，欢迎在文章下留言。因为代码年代久远且近年来没有重构，C#语言版本和代码写法上会有不少繁冗，这里还要向大家说声抱歉。

在这里插入图片描述

架构

使用Abp框架，我之前写过如何 将Abp移植进.NET MAUI项目，本项目也是按照这篇博文完成项目搭建。

跨平台

使用.NET MAU实现跨平台支持，从Xamarin.Forms移植的应用可以在Android和iOS平台上顺利运行。

播放内核是由分部类提供跨平台支持的，在Xamarin.Forms时代，需要维护不同平台的项目，MAUI是单个项目支持多个平台。
MAUI 应用项目包含 一个 Platform 文件夹，每个子文件夹表示 .NET MAUI 可以面向的平台

每个文件夹代表了每个平台特定的代码, 在默认的情况下 编译阶段仅仅会编译当前选择的平台文件夹代码。

这属于利用分部类和方法创建平台特定内容，详情请参考官方文档

如IMusicControlService在项目中分部类实现：

MatoMusic.Core\Impl\MusicControlService.cs
MatoMusic.Core\Platforms\Android\MusicControlService.cs
MatoMusic.Core\Platforms\iOS\MusicControlService.cs
MatoMusic.Core\Platforms\Windows\MusicControlService.cs

核心类

在设计播放内核时，从用户的交互路径思考，抽象出了曲目管理器IMusicInfoManager和播放控制服务IMusicControlService，

播放器行为和曲目操作行为在各自领域相互隔离，通过生产-消费模型，数据流转和消息通知冒泡协调一致。尽量规避了大规模使用线程锁，以及复杂的线程同步逻辑。在跨平台方案中，通过分部类实现了这些接口，类图如下：
在这里插入图片描述

音乐播放相关服务类MusicRelatedService是播放控制服务的一层封装，在实际播放器业务逻辑上，利用封装的代码能更方便的完成任务。

项目遵循MVVM设计模式，MusicRelatedViewModel作为音乐播放相关ViewModel的基类，包含了曲目管理器IMusicInfoManager和播放控制服务IMusicControlService对象，通过双向绑定开发者可以从表现层轻松进行音乐控制和曲目访问

ViewModelBase是个基础类，它继承自AbpServiceBase，封装了Abp框架通用功能的调用。比如Setting、Localization和UnitOfWork功能。并且实现了INotifyPropertyChanged，它为绑定类型的每个属性提供变更事件。

核心类图如下
在这里插入图片描述

定义

  • Queue - 歌曲队列，当前用于播放歌曲的有序列表
  • Playlist - 歌单，存储可播放内容的集合，用于收藏曲目，添加到我的最爱等。
  • PlaylistEntry - 歌单条目，可播放内容，关联一个本地音乐或在线音乐信息
  • MyFavourite - 我的最爱，一个id为0的特殊的歌单，不可编辑和删除，用于记录点亮歌曲小红心
  • MusicInfo - 曲目信息
  • AlbumInfo - 专辑信息
  • ArtistInfo - 艺术家信息
  • BillboardInfo - 排行榜，在线音乐歌单

曲目

曲目包含：

  • Title - 音乐标题
  • AlbumTitle - 专辑标题
  • GroupHeader - 标题头，用于列表分组显示的依据
  • Url - 音频文件地址
  • Artist - 艺术家
  • Genre - 流派
  • IsFavourite - 是否已“我最喜爱”
  • IsPlaying - 是否正在播放
  • AlbumArtPath - 封面图片
  • Duration - 歌曲总时长

如果配合模糊搜索控件，需要实现IClueObject，使用方式请参考AutoComplete控件

public class MusicInfo : ObservableObject, IBasicInfo, IClueObject
{ .. }
public List<string> ClueStrings
{
    get
    {
        var result = new List<string>();
        result.Add(Title);
        result.Add(Artist);
        result.Add(AlbumTitle);
        return result;
    }
}

它继承自ObservableObject，构造函数中注册属性更改事件
IsFavourite更改时，将调用MusicInfoManager将当前曲目设为或取消设为“我最喜爱”

private void MusicInfo_PropertyChanged(object sender, PropertyChangedEventArgs e)
{
    var MusicInfoManager = IocManager.Instance.Resolve<MusicInfoManager>();

    if (e.PropertyName == nameof(IsFavourite))
    {
        if (IsFavourite)
        {
            MusicInfoManager.CreatePlaylistEntryToMyFavourite(this);
        }
        else
        {
            MusicInfoManager.DeletePlaylistEntryFromMyFavourite(this);
        }
    }
}

曲目集合

曲目集合是歌单，音乐专辑或者艺术家（演唱者）创作的音乐的抽象，它包含：

  • Title - 标题，歌单，音乐专辑或者艺术家名称
  • GroupHeader - 标题头，用于列表分组显示的依据
  • Musics - 曲目信息集合
  • AlbumArtPath - 封面图片
  • Count - 歌曲集合曲目数
  • Time - 歌曲集合总时长

它继承自ObservableObject

AlbumInfo，ArtistInfo，PlaylistInfo，BillboardInfo 都是曲目集合的子类
在这里插入图片描述

Musics是曲目集合的内容，类型为ObservableCollection<MusicInfo>，双向绑定时提供队列变更事件。

集合曲目数和集合总时长依赖这个变量

public int Count => Musics.Count();

public string Time
{
    get
    {
        var totalSec = Math.Truncate((double)Musics.Sum(c => (long)c.Duration));
        var totalTime = TimeSpan.FromSeconds(totalSec);
        var time = totalTime.ToString("g");
        return time;
    }
}

当集合内容增删时，同步通知歌曲集合曲目数以及总时长变更

private void _musics_CollectionChanged(object sender, NotifyCollectionChangedEventArgs e)
{
    if (e.Action == NotifyCollectionChangedAction.Remove || e.Action == NotifyCollectionChangedAction.Add)
    {
        RaisePropertyChanged(nameof(Time));
        RaisePropertyChanged(nameof(Count));
    }
}

GroupHeader标题头，一般取得是标题的首字母，若标题为中文，则使用Microsoft.International.Converters.PinYinConverter获取中文第一个字的拼音首字母，跨平台实现方式如下：

private partial string GetGroupHeader(string title)
{
    string result = string.Empty;
    if (!string.IsNullOrEmpty(title))
    {
        if (Regex.IsMatch(title.Substring(0, 1), @"^[\u4e00-\u9fa5]+$"))
        {
            try
            {
                var chinese = new ChineseChar(title.First());
                result = chinese.Pinyins[0].Substring(0, 1);
            }
            catch (Exception ex)
            {
                return string.Empty;
            }
        }
        else
        {
            result = title.Substring(0, 1);
        }
    }
    return result;

}

GroupHeader用于列表分组显示的内容将在后续文章中阐述

数据库

应用程序里使用Sqlite，作为播放列表，歌单，设置等数据的持久化
，使用CodeFirst方式用EF初始化Sqlite数据库文件：mato.db

在MatoMusic.Core项目的appsettings.json中添加本地sqlite连接字符串

  "ConnectionStrings": {
    "Default": "Data Source=file:{0};"
  },
  ...

这里文件是一个占位符，通过代码hardcode到配置文件

在MatoMusicCoreModule.cs中，重写PreInitialize并设置Configuration.DefaultNameOrConnectionString：

public override void PreInitialize()
{
    LocalizationConfigurer.Configure(Configuration.Localization);

    Configuration.Settings.Providers.Add<CommonSettingProvider>();

    string documentsPath = Path.Combine(Environment.GetFolderPath(Environment.SpecialFolder.LocalApplicationData), MatoMusicConsts.LocalizationSourceName);

    var configuration = AppConfigurations.Get(documentsPath, development);
    var connectionString = configuration.GetConnectionString(MatoMusicConsts.ConnectionStringName);

    var dbName = "mato.db";
    string dbPath = Path.Combine(Environment.GetFolderPath(Environment.SpecialFolder.LocalApplicationData), MatoMusicConsts.LocalizationSourceName, dbName);

    Configuration.DefaultNameOrConnectionString = String.Format(connectionString, dbPath);
    base.PreInitialize();
}

接下来定义实体类

播放队列

定义于\MatoMusic.Core\Models\Entities\Queue.cs

public class Queue : FullAuditedEntity<long>
{
    [Key, DatabaseGenerated(DatabaseGeneratedOption.Identity)]
    public override long Id { get; set; }

    public long MusicInfoId { get; set; }

    public int Rank { get; set; }

    public string MusicTitle { get; set; }
}

歌单

定义于\MatoMusic.Core\Models\Entities\Playlist.cs

public class Playlist : FullAuditedEntity<long>
{

    [Key, DatabaseGenerated(DatabaseGeneratedOption.Identity)]
    public override long Id { get; set; }
    public string Title { get; set; }

    public bool IsHidden { get; set; }

    public bool IsRemovable { get; set; }

    public ICollection<PlaylistItem> PlaylistItems { get; set; }
}

歌单条目

定义于\MatoMusic.Core\Models\Entities\PlaylistItem.cs

public class PlaylistItem : FullAuditedEntity<long>
{

    [Key, DatabaseGenerated(DatabaseGeneratedOption.Identity)]
    public override long Id { get; set; }

    public int Rank { get; set; }

    public long PlaylistId { get; set; }
    [ForeignKey("PlaylistId")]
    
    public Playlist Playlist { get; set; }
    public string MusicTitle { get; set; }

    public long MusicInfoId { get; set; }
}

配置

数据库上下文对象MatoMusicDbContext定义如下

public class MatoMusicDbContext : AbpDbContext
{
    //Add DbSet properties for your entities...

    public DbSet<Queue> Queue { get; set; }
    public DbSet<Playlist> Playlist { get; set; }
    public DbSet<PlaylistItem> PlaylistItem { get; set; }

    ...

MatoMusic.EntityFrameworkCore是应用程序数据库的维护和管理项目，依赖于Abp.EntityFrameworkCore。
在MatoMusic.EntityFrameworkCore项目中csproj文件中，引用下列包

<PackageReference Include="Abp.EntityFrameworkCore" Version="7.4.0" />
<PackageReference Include="Microsoft.EntityFrameworkCore" Version="7.0.0" />
<PackageReference Include="Microsoft.EntityFrameworkCore.Sqlite" Version="7.0.0" />
<PackageReference Include="Microsoft.EntityFrameworkCore.Sqlite.Design" Version="1.1.6" />
<PackageReference Include="Microsoft.EntityFrameworkCore.Tools" Version="7.0.0">

在该项目MatoMusicEntityFrameworkCoreModule.cs 中，将注册上下文对象，并在程序初始化运行迁移，此时将在设备上生成mato.db文件

public override void PostInitialize()
{
    Helper.WithDbContextHelper.WithDbContext<MatoMusicDbContext>(IocManager, RunMigrate);
    if (!SkipDbSeed)
    {
        SeedHelper.SeedHostDb(IocManager);
    }
}

public static void RunMigrate(MatoMusicDbContext dbContext)
{
    dbContext.Database.Migrate();
}

项目地址

GitHub:MatoMusic

下一章将介绍播放器核心功能：播放服务类

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