C＃在單獨的線程中實時繪製多個圖表

Question

我有一個讀取數據並將其添加到緩衝區的設備。這是在一個單獨的線程中完成的。一旦這些數據出列，我就設置了一個引發事件OnDataRead（）的委託。

在我的信號監視器中，當收到事件時，我想繪製多個圖表中的數據（共16個）。由於我有16個圖表，而不是每次收到新數據時更新圖表，所以我將它們添加到數據和時間戳記的緩衝區中。通過讀取存儲在緩衝區中的數據和時間戳，每隔100ms在一個單獨的線程中更新圖表。但是，當繪製數據時，有些圖表會停止添加數據，並且在所有圖表中，很多值不會顯示。這是一個壞方法嗎？什麼是更好的方法，或者我應該改變以使其工作？

我有256samples /秒* 16channels。

這是我得到

這是我所期望的，但對所有16個信道

public void OnDataRead(object source, DataEventArgs e) 
    { 
     if ((e.rawData.Length > 0) && (!_shouldStop)) 
      { 
       for (int sampleIdx = 0; sampleIdx < e.rawData.Length; sampleIdx++) 
       { 
        lock (_bufferRawData) 
         // Append data 
         _bufferRawData.Add(e.rawData[sampleIdx]); 

        lock (_bufferXValues) 
         _bufferXValues.Add(DateTime.Now); 

       } 
    } 

private void AddDataThreadLoop() 
     { 
      while (!_shouldStop) 
      { 
       chChannels[1].Invoke(addDataDel); 

       Thread.Sleep(100); //sleeps for 100ms 
      } 
     } 

private void AddData() 
     { 

      // Copy data stored in lists to arrays 
      if (_bufferRawData.Count > 0) 
      { 
       float[] rawData; 
       lock (_bufferRawData) 
       { 
        rawData = _bufferRawData.ToArray(); 
        _bufferRawData.Clear(); 
       } 
       DateTime[] xValues; 
       lock (_bufferXValues) 
       { 
        xValues = _bufferXValues.ToArray(); 
        _bufferXValues.Clear(); 
       } 

       // Add new data points for the selected channel chart 
       int channelIdx = 0; 

       for (int sampleIdx = 0; sampleIdx < rawData.Length -1; sampleIdx++) 
       { 
        // Calculate the channel where the smaple corersponds 
        channelIdx = sampleIdx % (_numChannels + 1); 

        foreach (Series ptSeries in chChannels[channelIdx].Series) 
          // Add new datapoint to the corresponding chart (x, y, chartIndex, seriesIndex) 
          AddNewPoint(xValues[sampleIdx], rawData[sampleIdx], channelIdx, ptSeries); 

       } 
      } 
     } 

public void AddNewPoint(DateTime timeStamp, float yValue, int chartIDx, System.Windows.Forms.DataVisualization.Charting.Series ptSeries) 
    { 

     //Add datapoint 
     ptSeries.Points.AddXY(timeStamp.ToOADate(), yValue); 

     // Remove old datapoints if needed 
     double removeBefore = timeStamp.AddSeconds((double)(8) * (-1)).ToOADate(); 
     while (ptSeries.Points[0].XValue < removeBefore) 
     { 
      ptSeries.Points.RemoveAt(0); 
     } 

     // Modify minimum and maximum for new samples 
     chChannels[chartIDx].ChartAreas[0].AxisX.Minimum = ptSeries.Points[0].XValue; 
     chChannels[chartIDx].ChartAreas[0].AxisX.Maximum = DateTime.FromOADate(ptSeries.Points[0].XValue).AddSeconds(10).ToOADate(); 
     chChannels[chartIDx].ChartAreas[0].AxisY.Maximum = _yMax; 
     chChannels[chartIDx].ChartAreas[0].AxisY.Minimum = -_yMax; 

     chChannels[chartIDx].Invalidate(); 
    } 

private void btnPlay_Click(object sender, EventArgs e) 
{ 
    //Create thread 
    //define a thread to add values into chart 
    ThreadStart addDataThreadObj = new ThreadStart(AddDataThreadLoop); 
    addDataRunner = new Thread(addDataThreadObj); 
    addDataDel += new AddDataDelegate(AddData); 

    //Start thread 
    addDataRunner.Start(); 
    } 

EDIT1： chChanels是圖表，其中的列表每個元素對應於其中一個圖表。 public List chChannels;

EDIT2 爲此更改鎖定後，將更新所有圖表。然而，每個圖表的很多樣本仍未更新。

lock (_bufferRawData) { 
     for (int sampleIdx = 0; sampleIdx < e.rawData.Length; sampleIdx++) 
     { 
      // Append data 
      _bufferRawData.Add(e.rawData[sampleIdx]); 
      _bufferXValues.Add(DateTime.Now); 
     } 
    } 

Answer 1

有在代碼兩個問題：

1）使用在非有效的方式鎖定。我用普通鎖取代了兩個單獨的鎖。我也將它鎖定在所有迭代中，而不是像每個迭代中那樣做，正如其中一個答案中指出的那樣。這應該是怎樣的

lock (_bufferRawData) { 
     for (int sampleIdx = 0; sampleIdx < e.rawData.Length; sampleIdx++) 
     { 
      // Append data 
      _bufferRawData.Add(e.rawData[sampleIdx]); 
      _bufferXValues.Add(DateTime.Now); 
     } 
    } 

2）我生成的時間戳與收集數據時的時間戳不一致。因此，幾個Y樣本具有相同或相似的時間戳。

一個解決方案是爲每個樣本生成確切的時間戳。這應該在樣品被採集時完成。但是，由於頻率爲256Hz，因此每4ms對應1個採樣。 DateTime.Now的精度約爲15ms，這使得這種方法不適用於256Hz的頻率。但是，對於較低的頻率，這將是一個好方法。

正確的方法是在繪製數據時確定圖形的X軸值。由於頻率固定在256Hz，很容易知道Y採樣的X值。

Answer 2

這很難說，如果這是你唯一的問題，但至少該站出來對我說：

1. 使用兩個單獨的鎖的時間戳和原始數據緩衝區。這意味着緩衝區可能不表示相同的一系列數據。你可能想用一個鎖來訪問這兩個緩衝區：

   lock (_bufferRawData) { 
       // Append data 
       _bufferRawData.Add(e.rawData[sampleIdx]); 
       _bufferXValues.Add(DateTime.Now); 
   } 
   

其實，我也建議移動鎖定了for循環的。這是超級低效鎖定在每次迭代：

lock (_bufferRawData) { 
     for (int sampleIdx = 0; sampleIdx < e.rawData.Length; sampleIdx++) 
     { 
      // Append data 
      _bufferRawData.Add(e.rawData[sampleIdx]); 
      _bufferXValues.Add(DateTime.Now); 
     } 
    } 

，你這樣做的另一件事，可以改善（但不一定解釋爲什麼數據正在奇怪）你是否在安排更新的線程中休眠。你可能應該用定期觸發的定時器替換它，並執行更新。而且，由於您正在UI線程上調用更新，因此您可能會從使用UI定時器中受益。