端口读取中的线程速度答案

【问题标题】：Thread speed in port reading端口读取中的线程速度
【发布时间】：2013-11-30 12:10:29
【问题描述】：

我正在尝试使用 c# 创建一个 Windows 窗体应用程序，该应用程序读取串行端口并将值返回到 DataTable。我创建了一个新线程（我尝试创建一个同时具有线程和BackgroundWorker 的线程）来读取端口，然后在DataTable 中显示值。

我的问题是，即使没有读取端口，我每秒也无法获得超过 100 个值。这是我没有端口读取的代码（只需将相同的值写入DataTable 的每一行：

namespace BackgroundWorkerExample
{
    public partial class BackgroundWorkerExample : Form
    {
        private int counter = 0;
        private bool threadRunning = false;
        private DataTable dt = new DataTable();

        public BackgroundWorkerExample()
        {
            InitializeComponent();
        }


        private void BackgroundWorkerExample_Load(object sender, EventArgs e)
        {
            //Clear DataTable
            dt.Clear();

            //Add Collumns
            dt.Columns.Add("Name");
            dt.Columns.Add("Value");
            dt.Columns.Add("Time", typeof(TimeSpan));


            dataGridView1.DataSource = dt;

        }

        private void StartButton_Click(object sender, EventArgs e)
        {

            threadRunning = true;
            Thread oThread = new Thread(countUp);
            oThread.Start();


        }

        private void StopButton_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            //TimerLabel.Text = timer.ToString();
            threadRunning = false;
        }


        private void countUp()
        {
            while (threadRunning)
            {
                DataRow newRow = dt.NewRow();
                newRow["Name"] = counter;
                newRow["Value"] = 5;
                newRow["Time"] = DateTime.Now.TimeOfDay;
                dt.Rows.Add(newRow);

                counter++;

            }

        }


    }
}

这里countUp 方法在单独的线程中运行。如果我不创建一个新线程并在我的主窗体线程中运行countUp，应用程序将永远不会返回，但它会快得多。

【问题讨论】：

今后，请在包含/关于代码的问题中添加诸如 c# 之类的编程语言标签。这将帮助熟悉相关编程语言的人找到您的问题。

标签： c# multithreading performance

【解决方案1】：

这个测试已经大错特错了，它不能证明任何事情。像 DataGridView 这样的控件基本上是线程不安全的，您不能从工作线程更新它们。 Winforms 通常可以很好地抛出 IllegalOperationException ，但这仅在您直接访问控件属性时才有效。不幸的是，它不会像您在此处使用的那样进行数据绑定。

这种错误很难诊断，因为它实际上并不会经常出错。您通常会遇到绘画故障，控件不显示您添加的行，而您对此一无所知。特别是当您以高速率添加它们时。但事故不仅限于此，触发死锁也是可能的。您肯定确实注意到，您的 UI 只是冻结了。它发生的频率还不够，可能一天或一周一次，永远不会在您调试代码时发生。这也使得几乎不可能找出您的程序失败的原因。

正确执行此操作需要以下两种方法之一：

通过在 UI 线程上将其 DataSource 属性设置为 null 来取消绑定网格。然后在工作线程上创建数据表。然后通过在 UI 线程上设置 DataSource 在工作人员完成后重新绑定网格。
在worker上创建一个或多个DataRows，将它们添加到UI线程上的DataTable。

对于串行端口，您可能会考虑第二个项目符号。您必须使用 Control.BeginInvoke() 来确保更新发生在 UI 线程上。为了使其高效，您需要确保尽可能不频繁地调用 UI 线程。线程上下文切换非常慢，通常徘徊在半毫秒左右。但很大程度上取决于 UI 线程的繁忙程度。当你向它扔行时，它通常很忙试图保持网格更新。

您拥有的一大优势是它只需要与人眼一样快。这不是很擅长查看快速更新，当您以每秒 20 次以上的速度进行更新时，一切都会变得模糊。因此，比这更频繁地调用只是浪费 cpu 周期。

因此，请务必在您的 DataReceived 事件处理程序中收集足够多的行，以避免微更新影响 UI 线程。这几乎与批量更新一样昂贵。当您生成行的速率大于 UI 线程可以添加和绘制它们的速率时，您可以让它从根本上崩溃，尽管对于串行端口不太可能。您会注意到 UI 不再明显地绘制自身并且不再响应鼠标和键盘。解决该事故的唯一方法是故意降低工作人员的更新率。

并且不要忘记删除行，正如所写的那样，没有阻止数据表获得无限数量的行的限制。那会用OOM轰炸你的程序。需要一段时间，它会首先大幅减速，您可能会首先注意到 UI 变得紧张。

【讨论】：