C#:图表:从收到的 UDP 数据包中放入数据的最快方法

Question

我正在尝试编写一个简单的 UDP 到图表应用程序(适用于 Windows 窗体)，它将从以太网获取原始数据，并以特定方式将其放入图表中。到目前为止，这是我所拥有的:包含两个图表的表格，一个用于接收 UDP 数据包的线程:

public void serverThread()
    {
        UdpClient udpClient = new UdpClient(Convert.ToInt16(tbEthPort.Text));
        while (_serverWork)
        {
            try
            {
                IPEndPoint RemoteIpEndPoint = new IPEndPoint(IPAddress.Any, Convert.ToInt16(tbEthPort.Text));
                Byte[] receiveBytes = udpClient.Receive(ref RemoteIpEndPoint);
                if (receiveBytes.Length > 0)
                    for (i = 0; i < receiveBytes.Length; i++)
                    {
                        bigDataIn[i] = receiveBytes[i];
                    }

并绘制第二张图表(以特定方式显示所有数据包内容):

if (graphicOn)
{
    for (i = 0; i < 32; i++)
    {
        graphicData[i + (graphicStep * 32)] = bigDataIn[i * 32 + graphicChan];
    }
    graphicStep++;
    if (graphicStep == 32) graphicStep = 0; 
    try
    {
        Invoke(new Action(() => { chartGraphic.Series["DataGraphic"].Points.DataBindXY(graphicEnum, graphicData);
        }));
    }
    catch
    {
    }
}

和一个带计时器的主线程来绘制第一个图表。

private void tmrHisto_Tick(object sender, EventArgs e)
    {
        int[] slice = new int[32];
        for (int i = 0; i < 32; i++)
            slice[i] = bigDataIn[i + 32 * histogramArrayStep];

        histogramArrayStep++;
        if (histogramArrayStep == 32) histogramArrayStep = 0;

        chartHistogram.Series["DataHistogram"].Points.Clear();
        for (int i = 0; i < HISTO_XMAX; i++)
        {
            chartHistogram.Series["DataHistogram"].Points.AddXY(i, slice[i]);
        }
    }

在我的电脑和其他几台电脑上一切正常，但当我在旧电脑上启动我的应用程序时，我的应用程序开始丢失数据包。当我开始 Invoke chartGraphic 时，数据包丢失就开始了。我可以在 WireShark 中看到所有数据包(大约每秒 20 个)而没有任何损失。当计时器间隔设置为 50 毫秒而不是 150 毫秒时，我遇到了同样的问题，但我不能再增加间隔了。

所以这就是我的问题 - 我能否提高图形绘制的速度，并阻止低端 PC 上的数据包丢失。或者如何在调试期间模拟低端 PC？

Answer 1

Invoke 处于阻塞状态，因此您的接收线程将等待绘图(DataBindXY) 完成。尝试将其移到接收线程之外。

循环缓冲区看起来很快，但看起来它只保存引用。这并没有太大改善。此外，您将从 udpClient 获取新缓冲区:Byte[] receiveBytes = udpClient.Receive(ref RemoteIpEndPoint); 循环缓冲区仅在“旧”内存被重用时才有用。

尝试并发队列将数据从接收线程传递到图形用户界面线程/计时器。确保重新绑定(bind)/绘制在并发队列的锁之外。现在您获得了接收数据报的性能。

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更新:

一些伪代码:

返回:

private List<byte[]> datagrams = new List<byte[]>();

public void serverThread()
{
    UdpClient udpClient = new UdpClient(Convert.ToInt16(tbEthPort.Text));
    while (_serverWork)
    {
        try
        {
            IPEndPoint RemoteIpEndPoint = new IPEndPoint(IPAddress.Any, Convert.ToInt16(tbEthPort.Text));
            Byte[] receiveBytes = udpClient.Receive(ref RemoteIpEndPoint);

            // add to the queue
            lock (datagrams)
                datagrams.Add(receiveBytes);
        }
    }
}

界面:

private Timer timer = new Timer();

public void timer_Tick(object sender, EventArgs e)
{
    byte[][] data;

    // lock the queue as short as possible. (create a copy with ToArray())
    // this way the receive thread can run again..
    // this is also know as bulk processing..
    lock (datagrams)
    {
        data = datagrams.ToArray();
        datagrams.Clear();
    }

    // if no packets received, don't update anything
    if(data.Length == 0)
        return;

    // process the received data (multiple datagrams)
    for(byte[] item in data)
    {
        ...
    }
    // Update chart
}

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您可能会检查队列是否变得太大。发生这种情况时，您的队列处理速度太慢。您可以限制项目数。