【干货】”首个“ .NET Core 验证码组件

前言

　　众所周知，Dotnet Core目前没有图形API，以前的System.Drawing程序集并没有包含在Dotnet Core 1.0环境中。不过在dotnet core labs项目里可以见到MS已经在移植这个项目，不过目前的版本只能在Windows上和NET541+或DNX环境中才可以使用。

　　不过在dotnetConf的第两天有一个叫做SkiaSharp的开源项目被提及；它是Google开源的跨平台2D图形API，Skia的.NET封装；目前只能在Full Framework上运行，不过它以后会支持Core。

 现状

　　据我了解，Dotnet Core目前没有可用的验证码组件可用，原因就是没有Core的图形接口。所以我的方案是通过开源的图形库来对dotnet core进行支持。

使用CImg开源库

　　CImg 库是一个免费、开源的图像处理C++库，名称原意是 Cool Image，正如其名，CImg是一个非常优秀、功能强大、代码简洁、使用方便的C++ 图像处理库。它不仅非常适合科学家、研究生做科研时使用，也适合在工业应用工程开发中使用，更适合的是，对于有志于开发简洁、高效、功能强大的图像处理库的人而言，CImg的源码是不可多得的学习和参考资料。

　　CImg 官网：http://cimg.sourceforge.net/

　　可移植性：它完全兼容于操作系统如Windows, Unix, Linux, MacOS X, *BSD...，也完全兼容与编译器如 VC++, g++, icc...等，具有高度的可移植性。

　　轻便性：CImg 非常轻便，整个库只用一个文件：cimg.h。任何C++应用程序只需要将该头文件包含进工程中即可使用该库的全部功能。它只定义了四了类（模板）和两个名称空间。该库只依赖与标准C++和STL，只在显示类部分依赖与操作系统的GDI，再也不依赖任何其他的外部库。

C++封装：

　　我把绘图逻辑都放到了一个C++项目中，再用Core项目使用DllImport进行调用。

　　而且想到跨平台在Win下我们使用Win32的DLL库进行编译，在Linux下使用g++直接对源代码进行链接编译; 

　　下面是项目中最主要的CaptchaImage.cpp，Win32下它会被放到项目中

#include "stdafx.h"
#include "CaptchaImage.h"
#include "CImg.h"
using namespace cimg_library;

Export_API void GCaptcha(char* file_o, char *captcha_text, int count, int width ,int height , int offset ,int quality, int isjpeg, int fontSize)
{
    // Create captcha image
    //----------------------
    // Write colored and distorted text
    CImg<unsigned char> captcha(width, height, 1, 3, 0), color(3);
    const unsigned char red[] = { 255,0,0 }, green[] = { 0,255,0 }, blue[] = { 0,0,255 };

    char letter[2] = { 0 };
    for (unsigned int k = 0; k<count; ++k) {
        CImg<unsigned char> tmp;
        *letter = captcha_text[k];
        if (*letter) {
            cimg_forX(color, i) color[i] = (unsigned char)(128 + (std::rand() % 127));
            tmp.draw_text((int)(2 + 8 * cimg::rand()),
                          (int)(12 * cimg::rand()), letter, red, 0, 1, fontSize).resize(-100, -100, 1, 3);

            const float sin_offset = (float)cimg::crand() * 3, sin_freq = (float)cimg::crand() / 7;
            
            cimg_forYC(captcha, y, v) captcha.get_shared_row(y, 0, v).shift((int)(4 * std::cos(y*sin_freq + sin_offset)));
            
            captcha.draw_image(count + offset * k, tmp);
        }
    }

    // Add geometric and random noise
    CImg<unsigned char> copy = (+captcha).fill(0);
    for (unsigned int l = 0; l<3; ++l) {
        if (l) copy.blur(0.5f).normalize(0, 148);
        for (unsigned int k = 0; k<10; ++k) {
            cimg_forX(color, i) color[i] = (unsigned char)(128 + cimg::rand() * 127);
            if (cimg::rand() < 0.5f) {
                copy.draw_circle((int)(cimg::rand()*captcha.width()),
                                     (int)(cimg::rand()*captcha.height()),
                                     (int)(cimg::rand() * 30),
                                     color.data(), 0.6f, ~0U);
            }
            else {
                copy.draw_line((int)(cimg::rand()*captcha.width()),
                                    (int)(cimg::rand()*captcha.height()),
                                    (int)(cimg::rand()*captcha.width()),
                                    (int)(cimg::rand()*captcha.height()),
                                    color.data(), 0.6f);
            }
        }
    }
    captcha |= copy;
    captcha.noise(10, 2);

    captcha = (+captcha).fill(255) - captcha;

    // Write output image and captcha text
    //-------------------------------------
    //std::printf("%s
",captcha_text);

    if (isjpeg) {
        captcha.save_jpeg(file_o, quality);
    }
    else {
        captcha.save(file_o);
    }

}

　　头文件：

#ifdef PROJECT_EXPORTS
#define Export_API extern "C" __declspec(dllexport)
#else
#define Export_API extern "C"
#endif

Export_API void GCaptcha(char* file_o, char *captcha_text, int count, int width, int height, int offset, int quality, int isjpeg, int fontSize);

　　这里为了跨平台编译我将stdafx.h文件进行了修改如下：

#pragma once
#ifdef _MSC_VER //I'm in VS
#include "targetver.h"
#define WIN32_LEAN_AND_MEAN             // Exclude rarely-used stuff from Windows headers
// Windows Header Files:
#include <windows.h>
#endif

Dotnet Core平台封装：

 public class CaptchaImageCore
    {

        [DllImport("libcaptchaimage.so", EntryPoint = "GCaptcha")]
        public static extern void libCaptcha(string file_o, string captcha_text, int count, int width, int height, int offset, int quality, int isjpeg, int fontSize);


        [DllImport("libcaptchaimage.dll", EntryPoint = "GCaptcha")]
        public static extern void GCaptcha(string file_o, string captcha_text, int count, int width, int height, int offset, int quality, int isjpeg, int fontSize);

        public string Text { set; get; }

        public int ImageWidth { set; get; }
        public int ImageHeight { set; get; }

        public int ImageOffset { set; get; }

        public int ImageQuality { set; get; }

        public int FontSize { set; get; }


        public CaptchaImageCore(int w,int h,int fontSize)
        {
            this.ImageWidth = w;
            this.ImageHeight = h;
            this.FontSize = fontSize;
            this.ImageOffset = 40;
            this.ImageQuality = 100;
            
        }

        public MemoryStream GetStream(string fileName)
        {
            this.Save(fileName);
            MemoryStream ms = new MemoryStream();
            using (var fileStream = new FileStream(fileName, FileMode.Open))
            {
                fileStream.CopyTo(ms);
            }
            try
            {
                File.Delete(fileName);
            }
            catch { }
            return ms;

        }


        public void Save(string fileName)
        {
            if (string.IsNullOrEmpty(fileName))
                throw new NullReferenceException("file name is null");
            if (string.IsNullOrEmpty(this.Text))
                this.Text = this.GenerateCheckCode();



            if (RuntimeInformation.IsOSPlatform(OSPlatform.Windows))
            {
                GCaptcha(fileName, this.Text, this.Text.Length, this.ImageWidth, this.ImageHeight,
                                          this.ImageOffset, this.ImageQuality, 0, this.FontSize);
            }
            else if (RuntimeInformation.IsOSPlatform(OSPlatform.Linux))
            {
                libCaptcha(fileName, this.Text, this.Text.Length, this.ImageWidth, this.ImageHeight,
                                         this.ImageOffset, this.ImageQuality, 0, this.FontSize);
            }
        }

        public string GenerateCheckCode()
        {
            int number;
            char code;
            string checkCode = String.Empty;

            System.Random random = new Random();

            for (int i = 0; i < 5; i++)
            {
                number = random.Next();

                if (number % 2 == 0)
                    //生成'0'-'9'字符
                    code = (char)('0' + (char)(number % 10));
                else
                    //生成'A'-'Z'字符
                    code = (char)('A' + (char)(number % 26));

                checkCode += code.ToString();
            }

            return checkCode;
            //两个字符相加等于=asicc码加
        }



    }

 编译：

Win32编译就不用说了，直接在VS2015里编译就好，但是一定要注意的是，要编译为X64平台的目标代码，因为我们的Dotnet Core只支持x64平台；

主要说下Linux编译，目前我只在Ubuntu 14.04进行了编译测试，编译时CImg依赖也X11，所以要在编译环境中安装X11开发库，当然Ubuntu也需要64位；

sudo apt-get install libx11-dev

接下下是编译：

把那个Win32项目Copy到Linux中，然后Bash到目录下执行：

g++ CaptchaImage.cpp -fPIC -shared -o libcaptchaimage.so

然后当你发布程序时一定要将libcaptachaImageWarp.dll 和 Win32 Dll 或 libcaptchaimage.so 文件一起放到程序执行目录。

最后：

看看效果吧：

验证码源码：https://github.com/maxzhang1985/YOYOFx/tree/master/Native

Demo：https://github.com/maxzhang1985/YOYOFx/tree/master/CoreHost

QQ群：214741894

Demo和源码在：https://github.com/maxzhang1985/YOYOFx

YOYOFx是一个基于Core和Owin的框架，项目没有依赖微软的MVC框架，支持在.net 4.5和Mono上直接SelfHost或使用Tinyfox跨平台运行， 也支持在Dotnet Core 1.0 RC2 实现跨平台运行； 框架刚刚写出来还没有文档，请大家见谅。

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