提供异步串口通信
目前，我们的应用程序通过串口连接到Arduino。 我们发送一些ASCII格式的命令，并得到相同的回报。 为此，我们有一个命令队列，一个专门用于将这些命令写入端口的线程，以及一个专门用于读取和处理所有传入回复的线程。 类本身负责调度回复，这给了它太多的责任（应该只负责端口操作，而不是业务逻辑）。
我们宁愿以异步方式执行此操作。 系统中的任何内容都可以发送带有回调函数和超时的命令。 如果串口得到正确答复，则调用回调函数。 否则，它会超时并可能调用第二个回调（或者可能是带有succeeded?标志的单个回调）。
但是，我们只使用异步方法（特别是在Web操作中），而不是编写这样的系统。 谁能给我们一些关于如何进行的指示？
我们当前的计划是存储这些命令的队列。 在任何回复时，如果找到相关联的命令（通过比较ASCII值），它将被出列并执行回调。 计时器将定期检查超时，出队并执行适当的回调。 这似乎是一个简单的解决方案，但支持这一点的代码数量正在大幅增加，我们希望确保没有更好的内置解决方案或最佳实践。
编辑 ：为了进一步澄清，这个特定的类是一个单例（无论好坏），还有许多其他线程可以访问它。 例如，一个线程可能想要请求传感器值，而另一个线程可能正在控制电机。 这些命令及其相关的回复不是以线性方式发生的; 时机可能会逆转。 因此，传统的生产者 – 消费者模式是不够的; 这更像是一个调度员。
例如，让我们调用这个单例类Arduino 。 Thread A正在运行，并且想要发送命令"*03" ，因此它调用Arduino.Instance.SendCommand("*03") 。 同时， Thread B发送命令"*88" ，这两个命令都是近实时发送的。 一段时间之后， Arduino的SerialPort.Read()线程获取*88的回复然后回复*03 （即以相反的顺序发送它们）。 我们如何允许Thread A和Thread B正确阻止等待特定的回复进来？ 我们假设我们将在每个线程中使用AutoResetEvent ，并使用异步回调让我们设置它。
如果性能是您所追求的，并且在最佳级别上是异步，我建议您查看完成端口。 这是最终隐藏在Windows内核中的内容，它非常棒。 当我使用它们时，我使用了C ++，甚至因为它而发现了一个内核错误， 但我仅限于该语言。
我在CodeProject上看过这篇文章 ，可能值得探讨一下，你可以在哪里进一步了解你的想法和/或使用那里的代码。
完成端口的性质是处理回调。 也就是说，通常，您将一个请求“放入”队列中，当某些内容落在那里时，将读取请求并读取指定的回调。 事实上，这是一个队列，但就像我说的那样，处于最低（可管理）的水平（在接近金属之前）。
编辑：我已经编写了一种带有完成端口的FTP服务器/客户端测试实用程序，因此基本过程是相同的 – 以可编排的方式读取和写入命令。 希望能帮助到你。
编辑＃2：好的，根据您的反馈和评论，我会做什么。 我会有一个“传出队列”， ConcurrentQueue 。 您可以通过出列每个消息来使用单独的线程来发送消息。 请注意，如果您希望它更“安全”，我建议窥视该消息，发送它，然后将其出列。 无论如何，Message类可以是内部的，看起来像这样：
private class Message { public string Command { get; set; } ... additonal properties, like timeouts, etc. ... }
在单例类（我称之为CommunicationService ）中，我还有一个ConcurrentBag 。 这就是现在开始的乐趣：o）。 当一个单独的关注想要做某事时，它会自我注册，例如，如果你有一个TemepratureMeter我会让它做这样的事情：
public class TemperatureMeter { private AutoResetEvent _signal = new AutoResetEvent(false); public TemperatureMeter { CommunicationService.AddHandler(HandlePotentialTemperatureResponse); } public bool HandlePotentialTemperatureResponse(Response response) { // if response is what I'm looking for _signal.Set(); // store the result in a queue or something =) } public decimal ReadTemperature() { CommunicationService.SendCommand(Commands.ReadTemperature); _signal.WaitOne(Commands.ReadTemperature.TimeOut); // or smth like this return /* dequeued value from the handle potential temperature response */; } }
现在，在您的CommunicationService中，当您收到回复时，您只需要一个
foreach(var action in this._callbacks) { action(rcvResponse); }
瞧，关注点分离。 它会更好地回答你的问题吗？
另一种可能的策略是，结合消息和回调，但让Callback为Func ，并且调度程序线程检查从Func返回的结果是否为真，然后处理此回调。
如果您使用4.0，则更好的选择是使用BlockingCollection ，对于旧版本，使用Queue和AutoResetEvent 。 因此，当添加项目和消费者线程时，您将收到通知 ，然后只需使用它。 在这里，我们正在使用推送技术，在您当前的实现中，您每次询问是否有任何数据时都使用轮询技术。
示例： 4.0
//declare the buffer private BlockingCollection _buffer = new BlockingCollection(new ConcurrentQueue()); //at the producer method "whenever you received an item": _messageBuffer.Add(new Data()); //at the consumer thread "another thread(s) that is running without to consume the data when it arrived." foreach (Data data in _buffer.GetConsumingEnumerable())// or "_buffer.Take" it will block here automatically waiting from new items to be added { //handle the data here. }
示例：其他“较低”版本：
private ConcurrentQueue _queue = new ConcurrentQueue(); private AutoResetEvent _queueNotifier = new AutoResetEvent(false); //at the producer: _queue.Enqueue(new Data()); _queueNotifier.Set(); //at the consumer: while (true)//or some condition { _queueNotifier.WaitOne();//here we will block until receive signal notification. Data data; if (_queue.TryDequeue(out data)) { //handle the data } }