使用后台线程不断从串口读取

Question

由于串行端口通信是异步的，我很早就发现我的项目涉及与 RS 232 设备的通信，我必须有一个后台线程不断读取端口以接收数据。现在，我正在使用 IronPython (.NET 4.0)，因此我可以访问 .NET 中内置的光滑 SerialPort 类。这让我可以编写这样的代码：

self.port = System.IO.Ports.SerialPort('COM1', 9600, System.IO.Ports.Parity.None, 8, System.IO.Ports.StopBits.One)
self.port.Open()
reading = self.port.ReadExisting() #grabs all bytes currently sitting in the input buffer

足够简单。但正如我提到的，我希望在新数据到达时不断检查该端口是否有新数据。理想情况下，只要有数据等待，我就会让操作系统告诉我。 Whaddaya 知道，我的祈祷得到了回应，有一个DataReceived 活动提供！

self.port.DataReceived += self.OnDataReceived

def OnDataReceived(self, sender, event):
    reading = self.port.ReadExisting()
    ...

可惜，这毫无价值，because this event isn't guaranteed to be raised！

不保证每收到一个字节都会引发 DataReceived 事件。

那么回到编写侦听器线程。我使用BackgroundWorker 很快就完成了这项工作，它只是一遍又一遍地调用port.ReadExisting()。它在字节进入时读取它们，当它看到一行结尾（\r\n）时，它将读取的内容放入linebuffer。然后我程序的其他部分查看linebuffer，看看是否有完整的行等待使用。

现在，这显然是一个经典的生产者-消费者问题。生产者是BackgroundWorker，将完整的行放入linebuffer。消费者是一些代码，它尽可能快地使用来自linebuffer 的那些行。

但是，消费者有点低效。现在他一直在查看linebuffer，每次都发现它是空的；虽然偶尔会发现里面有一条线等着。优化这一点的最佳方法是什么，以便消费者只有在有可用线路时才醒来？这样消费者就不会不停地访问linebuffer，这可能会引入一些并发问题。

另外，如果有更简单/更好的方式从串行端口不断读取，我愿意接受建议！

Answer 1

我不明白你为什么不能使用DataReceived 事件。正如文档所述

DataReceived 事件不是 保证每个字节都被提升 已收到。使用 BytesToRead 属性 确定剩下多少数据 在缓冲区中读取。

这就是说，您不能保证为每个单独的数据字节获得一个单独的事件。您可能需要使用BytesToRead 属性检查并查看端口上是否有超过一个字节可用，并读取相应的字节数。

Answer 2

不需要有一个轮询串行端口的旋转线程。

我建议使用 SerialPort.BaseStream.BeginRead(...) 方法。这比尝试在 SerialPort 类中使用事件要好得多。对 BeginRead 的调用会立即返回并注册一个异步回调，一旦读取完成就会调用该回调。在回调方法中，您调用 EndRead 并返回读取到提供的缓冲区的字节数。 BaseStream(SerialStream) 继承自 Stream 并遵循 .Net Streams 的一般模式，非常有用。

但重要的是要记住，它是一个调用回调的 .Net 线程，因此您需要快速处理数据，或者将任何繁重的工作交给您自己的线程。我强烈建议阅读以下链接，尤其是备注部分。

http://msdn.microsoft.com/en-us/library/system.io.stream.beginread.aspx

Answer 3

下面是一些 VB 代码，表达了我对如何做到这一点的看法：

Dim rcvQ As New Queue(Of Byte()) 'a queue of buffers
Dim rcvQLock As New Object

Private Sub SerialPort1_DataReceived(ByVal sender As System.Object, _
                                     ByVal e As System.IO.Ports.SerialDataReceivedEventArgs) _
                                 Handles SerialPort1.DataReceived

    'an approach
    Do While SerialPort1.IsOpen AndAlso SerialPort1.BytesToRead <> 0
        'what if the number of bytes available changes at ANY point?
        Dim bytsToRead As Integer = SerialPort1.BytesToRead
        Dim buf(bytsToRead - 1) As Byte

        bytsToRead = SerialPort1.Read(buf, 0, bytsToRead)

        'place the buffer in a queue that can be processed somewhere else
        Threading.Monitor.Enter(rcvQLock)
        rcvQ.Enqueue(buf)
        Threading.Monitor.Exit(rcvQLock)

    Loop

End Sub

不管怎样，与此非常相似的代码已经以接近 1Mbps 的速度处理串行端口数据。