這篇文章主要介紹C#中儀器設(shè)備改造技術(shù)如何實(shí)現(xiàn)測(cè)量數(shù)據(jù)上傳到服務(wù)器的功能，文中介紹的非常詳細(xì)，具有一定的參考價(jià)值，感興趣的小伙伴們一定要看完！
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怎樣用C#進(jìn)行儀器的設(shè)備改造？因?yàn)閮x器控制程序是C#開(kāi)發(fā)的，所以客戶(hù)端最好是c#，考慮到節(jié)省流量(服務(wù)器是按流量收費(fèi)的)，文件要壓縮，C#下要實(shí)現(xiàn)文件壓縮功能。而服務(wù)端選擇java構(gòu)建restful API進(jìn)行上傳的的方案。
按照領(lǐng)導(dǎo)的要求，要改造一臺(tái)儀器，添加點(diǎn)功能，將測(cè)量數(shù)據(jù)上傳到服務(wù)器。儀器測(cè)量節(jié)拍大概是20s，數(shù)據(jù)量目前不大，每次測(cè)量大概不到2M左右，且都是浮點(diǎn)數(shù)據(jù)和整形數(shù)據(jù)。
起初想用TCP長(zhǎng)連接實(shí)現(xiàn)的，但考慮到現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境。典型的制造業(yè)車(chē)間，電磁環(huán)境復(fù)雜，網(wǎng)絡(luò)信號(hào)不穩(wěn)，所以不考慮TCP長(zhǎng)連接實(shí)現(xiàn)。短連接也不在考慮范圍內(nèi)，以后儀器數(shù)量多了之后頻繁的建立連接開(kāi)銷(xiāo)也很大，服務(wù)器有可能受不了(阿里云的乞丐版)。所以選擇用restful提交，http的通信可以多線(xiàn)程調(diào)度。
儀器控制程序是C#開(kāi)發(fā)的，所以客戶(hù)端最好是c#。服務(wù)端我想用springboot，很方便。
考慮到新增的上傳功能不能影響之前的測(cè)量節(jié)拍，所以要多線(xiàn)程實(shí)現(xiàn)?？上矣趾軕?，不想考慮線(xiàn)程協(xié)調(diào)問(wèn)題，最后選擇消息隊(duì)列實(shí)現(xiàn)。
考慮到節(jié)省流量(服務(wù)器是按流量收費(fèi)的)，文件要壓縮，C#下要實(shí)現(xiàn)文件壓縮功能。
從測(cè)量文件中讀取數(shù)據(jù)，將參數(shù)存入數(shù)據(jù)庫(kù)，測(cè)量原始數(shù)據(jù)打包放在文件服務(wù)器上。
最后的技術(shù)方案就是C#做客戶(hù)端，java構(gòu)建服務(wù)端restful API進(jìn)行上傳
整體架構(gòu)如下圖：
使用的技術(shù)如下：
C#的Restful客戶(hù)端：RestSharp
java的Restful服務(wù)端：springboot
C#端消息隊(duì)列：NetMQ
C#端zip操作組件：DotNetZip
java端zip操作組件：Apache Commons Compress
服務(wù)端采用springboot的restful，POST方式，非常簡(jiǎn)單。
傳輸文件采用MultipartFile方式，因?yàn)榭蛻?hù)端的ResrSharp只能采用這種方式傳遞文件
重慶分公司
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@RestController
@RequestMapping(value = "upload")
public class FileRestController {
Logger logger = LogManager.getLogger(FileRestController.class);
@RequestMapping(value = "file", method = RequestMethod.POST)
public
@ResponseBody
RestResult getZipFile(@RequestParam("file") MultipartFile file) throws IOException, URISyntaxException {
RestResult result = new RestResult();
if (!file.getName().isEmpty()) {
InputStream stream = file.getInputStream();
// String directory = FileRestController.class.getProtectionDomain().getCodeSource().getLocation().toURI().getPath();
String directory = "/usr/local/haliang/files/";
try {
directory = URLDecoder.decode(directory, "utf-8");
} catch (java.io.UnsupportedEncodingException e) {
return null;
}
FileOutputStream fs = new FileOutputStream(directory + file.getOriginalFilename());
logger.info("文件所在的目錄: " + directory + "/files/" + file.getOriginalFilename());
byte[] buffer = new byte[1024 * 1024];
int bytesum = 0;
int byteread = 0;
while ((byteread = stream.read(buffer)) != -1) {
bytesum += byteread;
fs.write(buffer, 0, byteread);
fs.flush();
}
fs.close();
stream.close();
logger.info("成功接收文件: " + directory + file.getOriginalFilename());
}
return result;
}
}客戶(hù)端架構(gòu)如下圖：
NetMQ 是 ZeroMQ的C#移植版本。
NetMQ （ZeroMQ to .Net），ZMQ號(hào)稱(chēng)史上最快中間件。
它對(duì)socket通信進(jìn)行了封裝，使得我們不需要寫(xiě)socket函數(shù)調(diào)用就能完成復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)通信。
它跟Socket的區(qū)別是：普通的socket是端到端的（1:1的關(guān)系），而ZMQ卻是可以N:M的關(guān)系，人們對(duì)BSD套接字的了解較多的是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的連接，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接需要顯式地建立連接、銷(xiāo)毀連接、選擇協(xié)議（TCP/UDP）和處理錯(cuò)誤等，而ZMQ屏蔽了這些細(xì)節(jié)，讓你的網(wǎng)絡(luò)編程更為簡(jiǎn)單。
它是一個(gè)消息處理隊(duì)列庫(kù)，可在多個(gè)線(xiàn)程、內(nèi)核和主機(jī)盒之間彈性伸縮。和一般意義上的消息隊(duì)列產(chǎn)品不同的是，它沒(méi)有消息隊(duì)列服務(wù)器，而更像是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)通信庫(kù)。從網(wǎng)絡(luò)通信的角度看，它處于會(huì)話(huà)層之上，應(yīng)用層之下，屬于傳輸層。
zeromq將消息通信分為4種模型，分別是一對(duì)一結(jié)對(duì)模型（Exclusive-Pair）、請(qǐng)求回應(yīng)模型（Request-Reply）、發(fā)布訂閱模型（Publish-Subscribe）、推拉模型（Push-Pull）。這4種模型總結(jié)出了通用的網(wǎng)絡(luò)通信模型，在實(shí)際中可以根據(jù)應(yīng)用需要，組合其中的2種或多種模型來(lái)形成自己的解決方案。
最簡(jiǎn)單的1:1消息通信模型，用來(lái)支持傳統(tǒng)的 TCP socket模型,主要用于進(jìn)程內(nèi)部線(xiàn)程間通信?？梢哉J(rèn)為是一個(gè)TCP Connection，但是TCP Server只能接受一個(gè)連接。采用了lock free實(shí)現(xiàn)，速度很快。數(shù)據(jù)可以雙向流動(dòng)，這點(diǎn)不同于后面的請(qǐng)求響應(yīng)模型。(不推薦使用，沒(méi)有例子）
由請(qǐng)求端發(fā)起請(qǐng)求，然后等待回應(yīng)端應(yīng)答。一個(gè)請(qǐng)求必須對(duì)應(yīng)一個(gè)回應(yīng)，從請(qǐng)求端的角度來(lái)看是發(fā)-收配對(duì)，從回應(yīng)端的角度是收-發(fā)對(duì)。跟一對(duì)一結(jié)對(duì)模型的區(qū)別在于請(qǐng)求端可以是1~N個(gè)。
請(qǐng)求端和回應(yīng)端都可以是1：N的模型。通常把1認(rèn)為是server,N認(rèn)為是Client。ZeroMQ可以很好的支持路由功能（實(shí)現(xiàn)路由功能的組件叫作Device),把1：N擴(kuò)展為N:M(只需要加入若干路由節(jié)點(diǎn)）。從這個(gè)模型看，更底層的端點(diǎn)地址是對(duì)上層隱藏的。每個(gè)請(qǐng)求都隱含有回應(yīng)地址，而應(yīng)用則不關(guān)心它。通常把該模型主要用于遠(yuǎn)程調(diào)用及任務(wù)分配等。
(NetMQ請(qǐng)求響應(yīng)C#調(diào)用案例)
發(fā)布端單向分發(fā)數(shù)據(jù)，且不關(guān)心是否把全部信息發(fā)送給訂閱端。如果發(fā)布端開(kāi)始發(fā)布信息時(shí)，訂閱端尚未連接上來(lái)，則這些信息會(huì)被直接丟棄。訂閱端未連接導(dǎo)致信息丟失的問(wèn)題，可以通過(guò)與請(qǐng)求回應(yīng)模型組合來(lái)解決。訂閱端只負(fù)責(zé)接收，而不能反饋，且在訂閱端消費(fèi)速度慢于發(fā)布端的情況下，會(huì)在訂閱端堆積數(shù)據(jù)。該模型主要用于數(shù)據(jù)分發(fā)。天氣預(yù)報(bào)、微博明星粉絲可以應(yīng)用這種經(jīng)典模型。 (NetMQ發(fā)布訂閱模式C#調(diào)用案例)
Server端作為Push端，而Client端作為Pull端，如果有多個(gè)Client端同時(shí)連接到Server端，則Server端會(huì)在內(nèi)部做一個(gè)負(fù)載均衡，采用平均分配的算法，將所有消息均衡發(fā)布到Client端上。與發(fā)布訂閱模型相比，推拉模型在沒(méi)有消費(fèi)者的情況下，發(fā)布的消息不會(huì)被消耗掉；在消費(fèi)者能力不夠的情況下，能夠提供多消費(fèi)者并行消費(fèi)解決方案。該模型主要用于多任務(wù)并行。
(NetMQ推拉模式C#調(diào)用案例)
TCP：ZeroMQ基于消息，消息模式，而非字節(jié)流。
XMPP：ZeroMQ更簡(jiǎn)單、快速、更底層。Jabber可建在ZeroMQ之上。
AMQP：完成相同的工作，ZeroMQ要快100倍，而且不需要代理（規(guī)范更簡(jiǎn)潔——少278頁(yè)）
IPC：ZeroMQ可以跨多個(gè)主機(jī)盒，而非單臺(tái)機(jī)器。
CORBA：ZeroMQ不會(huì)將復(fù)雜到恐怖的消息格式強(qiáng)加于你。
RPC：ZeroMQ完全是異步的，你可以隨時(shí)增加/刪除參與者。
RFC 1149：ZeroMQ比它快多了！
29west LBM：ZeroMQ是自由軟件！
IBM低延遲：ZeroMQ是自由軟件！
Tibco：仍然是自由軟件！
一般都是發(fā)布者先啟動(dòng)，綁定監(jiān)聽(tīng)端口。封裝了一個(gè)發(fā)送函數(shù)，主要是發(fā)送原先軟件生成測(cè)量文件的路徑。
public class Publisher
{
public int Port { get; set; }
private PublisherSocket socket;
///
/// 構(gòu)造函數(shù)
///
/// 綁定的端口
public Publisher(int port)
{
Port = port;
}
///
/// 啟動(dòng)發(fā)布端
///
public void Start()
{
NetMQContext context = NetMQContext.Create();
this.socket = context.CreatePublisherSocket();
this.socket.Bind("tcp://127.0.0.1:" + Port);
}
///
/// 發(fā)送數(shù)據(jù)
///
///
public void Send(string result)
{
socket.SendFrame(result);
}
}訂閱者啟動(dòng)時(shí)候連接端口。防止線(xiàn)程阻塞，訂閱者是新開(kāi)一個(gè)線(xiàn)程運(yùn)行的。
public class Subscribe
{
private delegate void GetDataHandler(string message);
private event GetDataHandler onGetData;
public int Port { get; set; }
public string TempDirectory { get; set; }
public bool isRunning { get; set; }
public string domain { get; set; }
public Subscribe(int port, string domain)
{
Port = port;
this.domain = domain;
onGetData += ProcessData;
}
private SubscriberSocket socket;
public void Start()
{
this.isRunning = true;
NetMQContext context = NetMQContext.Create();
socket = context.CreateSubscriberSocket();
socket.Connect("tcp://127.0.0.1:" + Port);
socket.Subscribe("");
Thread t = new Thread(new ThreadStart(StartSub));
t.Start();
}
private void StartSub()
{
while (isRunning)
{
Thread.Sleep(10000);
string result = socket.ReceiveFrameString(Encoding.UTF8);
onGetData(result);
}
}
private void ProcessData(string path)
{
Console.WriteLine("收到文件：" + path);
string compressedFile = Compress.CompressFile(TempDirectory, path);
new RestPost(domain).Post(compressedFile);
}壓縮使用DotNetZip組件，非常簡(jiǎn)單好用。
public class Compress
{
public static string CompressFile(string temp,string txtPath)
{
string txtFileName = System.IO.Path.GetFileNameWithoutExtension(txtPath);
string compressedFileName = temp+"/"+txtFileName + ".zip";
ZipFile file=new ZipFile();
file.AddFile(txtPath,"");
file.Save(compressedFileName);
return compressedFileName;
}
}使用RestSharp組件，也是非常簡(jiǎn)單。異步回調(diào)，不影響性能。
public class RestPost
{
public string Domain { get; set; }
public RestPost(string domain)
{
Domain = domain;
}
public void Post(string path)
{
RestRequest request = new RestRequest(Method.POST);
request.AddFile("file", path);
RestClient client = new RestClient {BaseUrl = new Uri("http://" + Domain + "/upload/file")};
client.ExecuteAsync(request, (response) =>
{
if (response.StatusCode == HttpStatusCode.OK)
{
Console.WriteLine("上傳成功...\n" + response.Content);
}
else
{
Console.WriteLine($"出錯(cuò)啦:{response.Content}");
}
}
);
}
}以上是C#中儀器設(shè)備改造技術(shù)如何實(shí)現(xiàn)測(cè)量數(shù)據(jù)上傳到服務(wù)器的功能的所有內(nèi)容，感謝各位的閱讀！希望分享的內(nèi)容對(duì)大家有幫助，更多相關(guān)知識(shí)，歡迎關(guān)注創(chuàng)新互聯(lián)行業(yè)資訊頻道！
