.NET SerialPort DataReceived事件线程与主线程的干扰

Question

我正在使用 C# 中的 SerialPort 类编写一个串行通信程序，与通过 RS232 电缆连接的剥离机进行交互。当我将命令发送到机器时，它会根据命令响应一些字节。就像当我发送“\D”命令时，我期望将180字节的机器程序数据作为连续的字符串下载。根据机器手册，建议最佳实践是发送无法识别的字符，例如逗号 (,) 字符，以确保机器在发送周期中的第一个命令之前已初始化。我的串行通信代码如下：

public class SerialHelper
{
    SerialPort commPort = null;
    string currentReceived = string.Empty;
    string receivedStr = string.Empty;
    private bool CommInitialized()
    {
        try
        {
            commPort = new SerialPort();
            commPort.PortName = "COM1";
            if (!commPort.IsOpen)
                commPort.Open();
            commPort.BaudRate = 9600;
            commPort.Parity = System.IO.Ports.Parity.None;
            commPort.StopBits = StopBits.One;
            commPort.DataBits = 8;
            commPort.RtsEnable = true;
            commPort.DtrEnable = true;

            commPort.DataReceived += new SerialDataReceivedEventHandler(commPort_DataReceived);
            return true;
        }
        catch (Exception ex)
        {
            return false;
        }
    }

    void commPort_DataReceived(object sender, SerialDataReceivedEventArgs e)
    {
        SerialPort currentPort = (SerialPort)sender;
        currentReceived = currentPort.ReadExisting();
        receivedStr += currentReceived;
    }

    internal int CommIO(string outString, int outLen, ref string inBuffer, int inLen)
    {
        receivedStr = string.Empty;
        inBuffer = string.Empty;
        if (CommInitialized())
        {
            commPort.Write(outString);
        }

        System.Threading.Thread.Sleep(1500);

        int i = 0;
        while ((receivedStr.Length < inLen) && i < 10)
        {
            System.Threading.Thread.Sleep(500);
            i += 1;
        }

        if (!string.IsNullOrEmpty(receivedStr))
        {
            inBuffer = receivedStr;
        }
        commPort.Close();

        return inBuffer.Length;

    }
}

我从 Windows 窗体调用此代码，如下所示：

len = SerialHelperObj.CommIO(",",1,ref inBuffer, 4)
len = SerialHelperObj.CommIO(",",1,ref inBuffer, 4)
If(inBuffer == "!?*O")
{
   len = SerialHelperObj.CommIO("\D",2,ref inBuffer, 180)
}

来自串行端口的有效返回值如下所示： \D00000010000000000010 550 3250 0000256000 等等......

我得到这样的东西： \D00000010D,, 000 550 D, 等等...

我觉得当我发送命令时我的通讯呼叫受到干扰。但我试图确保逗号命令的结果，然后启动实际命令。但接收到的线程正在插入上一个通信周期中的字节。

谁能解释一下这个......？ 为了完成这项工作，我掉了很多头发。我不确定我哪里做错了

Answer 1

串行端口不是线程安全的资源，使用它们的包装器或用于保存结果的字符串也不是线程安全的资源。发生的情况是 DataReceived 事件处理程序多次触发，最终导致多个处理程序同时执行。尝试向事件处理程序添加一个锁定块：

...

Object lockingObj = new Object();

...

void commPort_DataReceived(object sender, SerialDataReceivedEventArgs e)
{
    lock(lockingObj)
    {
        SerialPort currentPort = (SerialPort)sender;
        currentReceived = currentPort.ReadExisting();
        receivedStr += currentReceived;
    }
}

锁定语句可防止多个线程同时执行该块中的代码，因此receedStr 将在写入另一个ReadExisting 之前获取一个ReadExisting 的完整内容。

请注意，这并不能保证执行顺序；先入者获胜。因此，假设线程 1 首先到达这里，然后线程 2 250 毫秒后到达，线程 3 250 毫秒后到达。线程 1 可能会先进入，执行读取，这将需要一段时间，然后退出。此时，线程 2 和 3 进入该函数并在锁语句上被阻塞，等待线程 1 释放其锁。一旦发生这种情况，就取决于内核首先调度哪个线程，这可能是线程 3，具体取决于许多操作系统和硬件因素。

Answer 2

为什么每次都要重新初始化端口？我觉得一个就够了。

Answer 3

我发现您的代码存在许多问题。

1. 永远不要忽视异常。返回 false 表示忽略异常。当你这样做时，你不知道发生了哪种异常。
2. 特别是，您的 commPort 对象可能从未被实例化。它可能处于任何状态，但您会忽略异常并继续访问可能无效的对象。
3. 当端口打开时，DataReceived 事件可能随时发生。它可能会也可能不会在同一线程上引发。您的代码可能会从事件处理程序下关闭该端口，这将引发您的代码未捕获的异常。
4. 这里可能并不重要，但是您是否知道字符串连接在 .NET 中是一个相对昂贵的操作？字符串是不可变的。 receivedStr += currentReceived 不会附加到 receivedStr - 它创建一个新的字符串对象来保存这两部分。