实时绘制多个图表，C#表单

Question

实时绘制多个图表，C#表单

6

我想预览我的空调的16个通道，并且我需要刷新率在25-40赫兹（每25-40毫秒更新一次）。我进行了几个线程和定时器的组合，但是我只能在最多4个图表上取得令人满意的性能。将图表范围扩展到刷新后，添加的图表帧速率约为0.5 / s。我应用了快速折线图。
我使用计时器每20ms从空调获取新数据。经过一些测试，看起来添加一个单独的线程以处理每个图表，该线程休眠一段时间，然后更新绘图并不高效（至少在我这样做的方式上）。
所以问题是：如何有效地处理多个图表。
下面是代码的最重要部分。

    System.Timers.Timer tim = new System.Timers.Timer(20);
    System.Threading.Thread[] t;
    int HighChan = 15;
    //button which runs the preview, executed once
    private void previewB_Click(object sender, EventArgs e)
    {                                            
        t = new System.Threading.Thread[HighChan + 1];
        for (int i = 0; i <HighChan+1; i++)
        {                    
            charts[i].Series.SuspendUpdates();
            //run a separate thread for each chart
            t[i] = new System.Threading.Thread(new ParameterizedThreadStart(updatePlot));
            t[i].Start(i);                    
        }

        //run timer to get new data with tim.interval                    
        tim.Stop();               
        tim.Elapsed += new ElapsedEventHandler(this.OnTimedEvent);           
        tim.Start();                                
    }

    ushort[] ADData_prev;
    //get new data from A/C every tim.interval
    private void OnTimedEvent(object sender, EventArgs e)
    {
        ADData_prev = getPrev();  //gets new data, array wit 16 fields
        // I also tried to suspend and resume threads t from this place but unsuccessfully
    }


    //update the chart with new data
    void updatePlot(object chart_info)
    {          
        int i = (int)chart_info;

        while(true)
        {
                //wait for new data to read
                Thread.CurrentThread.Join(20);

                charts[i].Invoke(new Action(delegate()
                { charts[i].ResetAutoValues(); }));

                // I skipped some conditions to make code clearer                              
                //remove old point and add new one
                charts[i].Invoke(new Action(delegate()
                {
                    charts[i].Series[0].Points.RemoveAt(0);
                    charts[i].Series[0].Points.AddY(ADData_prev[i]);
                }));                     

                charts[i].Invoke(new Action(delegate()
                {
                    charts[i].Series.ResumeUpdates();
                    charts[i].Series.Invalidate();
                    charts[i].Series.SuspendUpdates();
                }));

          }
    }

更新：
1.我已经将updatePlot()的功能移动到定时器的onTimedEvent中，现在它看起来像这样：

    private void OnTimedEvent(object sender, EventArgs e)
    {
        ADData_prev = getPrev();  //gets new data, array wit 16 fields

        charts[0].Invoke(new Action(delegate()
        {

           for (int i = 0; i < HighChan + 1; i++)
           {
               //charts[i] stuff here
           }
        }
    }

2. 我决定在onTimedEvent中更改bool变量，该变量允许在updatePlot()的while(true)循环中每次计时器的滴答绘制图表：

    private void previewB_Click(object sender, EventArgs e)
    {                                            
        for (int i = 0; i <= HighChan; charts[i++].Series.SuspendUpdates()) ;
        t = new System.Threading.Thread(updatePlot);
        t.Start();

        //run timer to get new data with tim.interval                    
        tim.Stop();               
        tim.Elapsed += new ElapsedEventHandler(this.OnTimedEvent);           
        tim.Start();                                
    }

    bool entry = false;
    private void OnTimedEvent(object sender, EventArgs e)
    {
        ADData_prev = getPrev();  //gets new data, array wit 16 fields
        entry = true;            
    }

    void updatePlot()
    {
       while(true)
       {
          if(entry)
          {
               charts[0].Invoke(new Action(delegate()
               {
                  for (int i = 0; i < HighChan + 1; i++)
                  {
                     //charts[i] stuff here
                  }
               }
          entry = false;
          }
       }
    }

这些解决方案仅有微小的改进。不幸的是，在两种情况下，图表刷新速度仍然不够快。此外，charts []数组中的前8个刷新速度很快，而后8个的帧率约为0.5 Hz，这对我来说非常奇怪，因为它们没有以相同的方式运行。

更新2：
正如在第一篇文章中所述，我需要每20-40ms重新绘制图表。当我只绘制一个情节时，我可以实现这个帧速率，所以这不是数据收集时间的问题（A / C在后台以Fs = 1k Hz工作）。也许将队列绑定到图表上使它更快了，但并不是太多。

我将更详细地描述我进行的性能测试中发生的情况。
因此，当我将nr（要刷新的图表数）限制为6时，使用ti（时间间隔）20ms更新它们，因此它们在某一时刻存储50个点（np），它们都平稳运行。但是，当我将np更改为100时，仅图表1-4平稳运行，而图表5的速度变得非常慢，图表6几乎停止。当nr = 6，ti = 20，np = 250时，图表1-3平稳运行，而图表4-6的运行方式如0.1fps。

当nr = 10，ti = 20，np = 50时，与nr = 6相同，图表1-6的行为方式相同，而令人惊讶的是，图表7-8平稳运行，图表9-10则像1fps。当nr = 10，ti = 20，np = 100时，与nr = 6相同，图表1-6的行为方式相同（因此只有charts1-3平稳运行），而图表7-8仍然平稳运行，而图表9-10则像0.1fps。

当nr = 16，ti = 20，np = 50时，图表1-8的行为方式与nr = 10相同，另外8个则为0.05fps或类似。

无论我使用哪种方法，单线程、多线程、单/多调用、队列绑定、Thread.Sleep()、Threed.CurrentThread.Join()、Timers、异步，结果总是更少的相同。老实说，我不知道为什么我无法在16个快速线图上获得实时数据预览。
感谢任何建议。

- Bricker

当您在UI线程中完成所有工作时，updatePlot方法在另一个线程中运行的目的是什么？ - Sriram Sakthivel

那个Join()调用实际上从来不等待任何东西。你完全在使用Invoke调用时淹没了UI线程。 - Hans Passant

@SriramSakthivel - 我尝试了几种解决方案，因为我不知道为什么图表运行不流畅。也许你是对的，多线程方式相当愚蠢。 - Bricker

@HansPassant - 那个join()做了我想要的事情，它等待了20毫秒。如果不是这样，我的图表中会出现许多相邻的相同值点，但实际上没有出现。 - Bricker

数据接收速度有多快？我建议您使用一个间隔为500-1000的单个System.Windows.Forms.Timer。在Tick事件中更新数据。如果接收频率很高，则使用一个Queue。 - Sriram Sakthivel

我需要每20-40毫秒读取带有传入数据的缓冲区，但这已经在后台工作，并且不会引起任何问题。我在第一篇帖子的更新2中更详细地描述了图表问题。 - Bricker

1个回答

网页内容由stack overflow 提供, 点击上面的

可以查看英文原文，
原文链接

- Chris Ballard · Accepted Answer

我认为多线程在这里并不能帮到你，老实说。最后最耗费时间的操作是更新图表，而这必须在UI线程上完成。

我建议你使用一个单独的线程，每20毫秒获取所有最新值，然后调用UI上的单个“Invoke”，通过单个“Action”一次性更新所有图表。每次更新都调用多次会导致显著的性能损失。