C#控制台录屏时FFmpeg更新Overlay文件崩溃求助

开发C#控制台录屏程序，通过FFmpeg的drawtext滤镜在录制画面中实时显示CPU、RAM、GPU使用率。运行2-3小时后录制会意外停止，原因是FFmpeg读取Overlay文本文件时，C#程序正尝试更新该文件，导致读写冲突。尝试过临时文件替换、调整reload帧数等方法，均无法彻底避免崩溃。

直接更新文件时FFmpeg报错 #

Error: [Parsed_drawtext_0 @ 000001e68fd95dc0] [FILE @ 0000009fb7ffee70] Error occurred in CreateFileMapping()
Error: [Parsed_drawtext_0 @ 000001e68fd95dc0] The text file 'OverlayFiles/OverlayFile_MyPC.txt' could not be read or is empty
Error: [vf#0:0 @ 000001e68fd48300] Error while filtering: Operation not permitted
Error: [vf#0:0 @ 000001e68fd48300] Task finished with error code: -1 (Operation not permitted)

临时文件替换时FFmpeg报错 #

Error: [Parsed_drawtext_0 @ 0000014c815e6200] [FILE @ 000000253d7fee70] Cannot read file 'OverlayFiles/OverlayFile_MyPC.txt': Permission denied
Error: [Parsed_drawtext_0 @ 0000014c815e6200] The text file 'OverlayFiles/OverlayFile_MyPC.txt' could not be read or is empty
Error: [vf#0:0 @ 0000014c81597280] Error while filtering: Permission denied
Error: [vf#0:0 @ 0000014c81597280] Task finished with error code: -13 (Permission denied)
Error: [vf#0:0 @ 0000014c81597280] Terminating thread with return code -13 (Permission denied)

当前使用的FFmpeg参数 #

string arguments = $"-video_size 1920x1080 -framerate 30 -f gdigrab -i desktop -c:v libx264rgb -crf 0 -preset ultrafast -color_range 2 " +
                   $"-vf \"drawtext=fontfile=C\\:/Windows/fonts/consola.ttf:fontsize=30:fontcolor='white':textfile={overlayFilePath_}:boxcolor=0x00000080:box=1:x=10:y=H-210:reload=1\" \"" + 
                   outputFile + "\"";

已尝试的C#更新文件代码 #

1. 直接写入版本 #

public void UpdateOverlayText(string filePath)
{
    string usage = GetSystemUsage(filePath);  // Get the system usage data

    try
    {
        // Open the file with FileShare.ReadWrite to allow other processes to read it while writing
        using (var fileStream = new FileStream(filePath, FileMode.Create, FileAccess.Write, FileShare.ReadWrite))
        {
            using (var writer = new StreamWriter(fileStream))
            {
                writer.Write(usage);  // Write the system usage data to the file
            }
        }

        // Ensure file permissions are set correctly after writing
        SetFilePermissions(filePath);
    }
    catch (IOException ex)
    {
        Console.WriteLine($"Error updating overlay file: {ex.Message}");
    }
}

2. 使用MemoryStream版本 #

public void UpdateOverlayText(string filePath)
{
    string usage = GetSystemUsage(filePath);

    try
    {
        using (var memoryStream = new MemoryStream())
        {
            using (var writer = new StreamWriter(memoryStream))
            {
                writer.Write(usage);
                writer.Flush();

                memoryStream.Position = 0;

                File.WriteAllBytes(filePath, memoryStream.ToArray());
            }
        }

        SetFilePermissions(filePath);
    }
    catch (IOException ex)
    {
        Console.WriteLine($"Error updating overlay file: {ex.Message}");
    }
}

3. MemoryStream+临时文件版本 #

public void UpdateOverlayText(string filePath)
{
    string usage = GetSystemUsage(filePath);
    string tempFilePath = filePath + ".tmp";
    try
    {
        // Write to a temporary file first
        using (var memoryStream = new MemoryStream())
        {
            using (var writer = new StreamWriter(memoryStream))
            {
                writer.Write(usage);
                writer.Flush();

                memoryStream.Position = 0;
                File.WriteAllBytes(tempFilePath, memoryStream.ToArray());
            }
        }
        File.Replace(tempFilePath, filePath, null);
    }
    catch (IOException ex)
    {
        Console.WriteLine($"Error updating overlay file: {ex.Message}");
    }
    finally
    {
        if (File.Exists(tempFilePath))
        {
            File.Delete(tempFilePath);
        }
    }
}

方案1：使用内存映射文件（Memory Mapped File）替代普通文本文件 #

内存映射文件可让C#和FFmpeg同时访问同一块内存区域，彻底规避文件系统层面的读写冲突。

步骤： #

1. C#端创建并维护内存映射文件：
   录屏前初始化固定大小的内存映射文件，定期写入系统使用率数据，全程不占用独占锁。

   private MemoryMappedFile _mmf;
   private MemoryMappedViewAccessor _accessor;
   private readonly int _bufferSize = 1024; // 足够容纳系统使用率文本
   
   // 初始化内存映射文件（录屏开始前调用）
   public void InitMemoryMappedFile(string mapName)
   {
       _mmf = MemoryMappedFile.CreateOrOpen(mapName, _bufferSize, MemoryMappedFileAccess.ReadWrite);
       _accessor = _mmf.CreateViewAccessor(0, _bufferSize, MemoryMappedFileAccess.ReadWrite);
   }
   
   // 更新内存中的使用率数据
   public void UpdateSystemUsage()
   {
       string usage = GetSystemUsage(); // 获取CPU/GPU/RAM使用率文本
       byte[] buffer = Encoding.UTF8.GetBytes(usage.PadRight(_bufferSize, '\0')); // 填充到固定长度，避免读取截断
       _accessor.WriteArray(0, buffer, 0, buffer.Length);
   }
   
   // 录屏结束后释放资源
   public void Cleanup()
   {
       _accessor?.Dispose();
       _mmf?.Dispose();
   }
   

2. FFmpeg端读取内存映射文件：
   修改drawtext参数，通过Windows内存映射文件协议读取数据，设置reload=1确保实时更新。

   string mapName = "SystemUsageMap";
   string arguments = $"-video_size 1920x1080 -framerate 30 -f gdigrab -i desktop -c:v libx264rgb -crf 0 -preset ultrafast -color_range 2 " +
                      $"-vf \"drawtext=fontfile=C\\:/Windows/fonts/consola.ttf:fontsize=30:fontcolor='white':text='file://./memmap://{mapName}':boxcolor=0x00000080:box=1:x=10:y=H-210:reload=1:eval=frame\" \"" + 
                      outputFile + "\"";
   

方案2：优化文件读写逻辑，降低冲突概率 #

如果不想改用内存映射文件，可通过以下方式优化文件操作：

改进临时文件替换逻辑 #

利用原子复制操作确保文件切换无间隙，同时降低FFmpeg的文件读取频率：

public void UpdateOverlayText(string filePath)
{
    string usage = GetSystemUsage();
    string tempFilePath = Path.Combine(Path.GetDirectoryName(filePath), $"temp_{Guid.NewGuid()}.txt");
    
    try
    {
        // 写入临时文件时允许其他进程读取
        using (var fs = new FileStream(tempFilePath, FileMode.Create, FileAccess.Write, FileShare.Read))
        using (var writer = new StreamWriter(fs))
        {
            writer.Write(usage);
            writer.Flush();
            fs.Flush(true); // 强制写入磁盘，避免缓存延迟
        }

        // 原子复制替换原文件，确保切换瞬间完成
        File.Copy(tempFilePath, filePath, true);
    }
    catch (IOException ex)
    {
        Console.WriteLine($"Error updating overlay file: {ex.Message}");
    }
    finally
    {
        if (File.Exists(tempFilePath))
        {
            try { File.Delete(tempFilePath); } catch {}
        }
    }
}

同时修改FFmpeg的reload参数为更大的值（比如reload=30，对应每秒读取一次），减少读取冲突：

string arguments = $"-video_size 1920x1080 -framerate 30 -f gdigrab -i desktop -c:v libx264rgb -crf 0 -preset ultrafast -color_range 2 " +
                   $"-vf \"drawtext=fontfile=C\\:/Windows/fonts/consola.ttf:fontsize=30:fontcolor='white':textfile={overlayFilePath_}:boxcolor=0x00000080:box=1:x=10:y=H-210:reload=30\" \"" + 
                   outputFile + "\"";

方案3：直接通过FFmpeg ZMQ滤镜传递数据（无文件依赖） #

若FFmpeg启用了ZeroMQ支持，可通过C#发送数据到FFmpeg的zmq滤镜，完全规避文件操作。需要额外引入ZeroMQ库，适合进阶场景：

1. C#端通过ZeroMQ发布系统使用率数据；
2. FFmpeg端使用zmq滤镜订阅数据，传递给drawtext显示。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Vlad Stefan