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C#实现定时保存数据并通过时间轴显示在Chart中

4星 · 超过85%的资源 | 下载需积分: 50 | 96KB | 更新于2025-03-09 | 115 浏览量 | 7 评论 | 128 下载量 举报 9 收藏
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在开发C#应用程序时,我们经常会需要将数据动态展示在界面上,以供用户实时监控或分析。其中一种常见的场景就是使用图表控件(Chart)展示随时间变化的数据。本知识点将详细解读如何在C#应用程序中,通过子线程定时将数据保存到Access数据库,再通过主线程或其他机制从数据库中读取数据,并将这些数据与时间信息作为X轴坐标显示在Chart波形图中。 **知识点一:C#中子线程的使用和线程安全问题** 在C#中,可以通过多种方式创建子线程,比如使用`Thread`类,或者使用`Task`类配合`Task.Run`方法。通常为了简化代码和管理线程生命周期,推荐使用`Task`类,因为它自带取消和异常处理机制,更加现代和安全。 当涉及到多线程操作共享资源时,比如写入Access数据库,就必须考虑线程安全问题。C#提供了各种同步机制,比如`lock`语句、`Monitor`类、`Mutex`和`Semaphore`等。在我们的场景中,如果子线程和主线程同时对数据库进行操作,就需要用到这些同步机制来保证数据的一致性和完整性。 **知识点二:C#中访问Access数据库** 使用C#访问Access数据库可以有多种方式,比如直接使用ADO.NET中的`OleDbConnection`、`OleDbCommand`和`OleDbDataAdapter`等类来操作数据库,或者使用更高级的ORM(对象关系映射)框架如Entity Framework。 在我们的场景中,子线程每200毫秒将数据保存到数据库,这要求我们合理地组织数据模型,并高效地进行数据库操作。由于Access数据库是非关系型数据库,操作通常较为简单,但如果需要频繁的读写操作,性能可能会成为瓶颈。 **知识点三:C# Chart控件** C#中展示图表,可以使用多种控件,比如内置的`Chart`控件,或者是第三方库如ZedGraph或OxyPlot。`Chart`控件提供了非常丰富的属性和事件,允许开发者定制图表的各种外观和行为。 在使用`Chart`控件时,重要的是掌握如何添加数据系列(`Series`),如何设定X轴和Y轴的属性,如何将数据添加到图表中等。特别是当X轴为时间时,需要设置`Chart`的`AxisX`对象的相关属性,比如`IntervalType`(时间间隔类型),`LabelStyle`(标签样式)等,确保时间轴的正确和易读。 **知识点四:时间坐标轴(X轴)的特殊处理** 在我们的场景中,由于X轴表示时间,这给图表的绘制带来了一定的挑战。时间类型的数据不能直接与数值类型的数据一样进行坐标轴的标记,因为时间有特定的格式和周期性(如日期和小时的循环)。 要在图表中设置时间坐标轴,首先需要确保存储时间数据的字段是适当的日期或时间类型,比如Access中的`DateTime`。然后,在添加数据到`Chart`时,需要将时间类型转换为图表可以识别的格式,这通常涉及到格式化字符串的使用。 **知识点五:性能考虑和优化** 在我们的场景中,一个非常重要的方面是性能优化。由于数据每隔200毫秒更新一次,这可能会导致大量的数据写入和读取操作,从而影响应用程序的响应性和性能。 优化策略包括但不限于: - 使用批量插入操作来减少与数据库的交互次数。 - 在读取数据库时使用缓存机制,减少对数据库的频繁查询。 - 确保数据库文件的物理存储和索引优化,以提高读写速度。 - 在线程间使用消息队列或事件机制来传递数据,以减少线程间的直接交互。 在实践中,应当根据实际需求和资源情况选择合适的优化策略。例如,如果数据量极大,那么可能需要考虑使用更高效的数据库解决方案,例如SQL Server或NoSQL数据库。 总结而言,本知识点详细阐述了如何在C#程序中使用子线程定期更新Access数据库,并通过主线程或其他机制读取这些数据并将其显示在`Chart`控件的时间坐标轴上。以上内容涵盖了多线程使用、线程安全、Access数据库操作、C# Chart控件的使用、时间类型数据处理以及性能优化等多个方面,这些都是实现该功能时必须考虑的关键技术点。通过这些知识点的运用,开发者可以构建出稳定高效、实时更新的图表展示系统。

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4.3.1 数据处理技术 4.3.1.1数据传输技术 数据传输技术主要使用Kafka和Flume搭建一个高可用和高稳定的数据传输通道。数据存储技术主要使用HDFS和Hive进行存储和数据仓库的搭建。实时计算技术主要是使用Flink进行实时数据的计算与统计,保证数据的时效性。可视化技术主要使用ECharts,ECharts用作大屏图表可视化的显示。 4.3.1.1.1消息传输队列Kafka Kafka是一个分布式的基于发布订阅模式的消息队列,可以用来对数据源和数据存储部分进行解耦,异步进行传输发送数据,不需要维护代码,不需要考虑调用是否成功或失败超时。更为重要的场景是Kafka可以用来削峰,当在数据产生的峰值时刻,用Kafka暂存数据积压消息,等到峰值过去再对Kafka中的数据进行消费,防止峰值并发使得消费端崩溃。Kafka的主要特点如下: (1)可达十万级的单机吞叶量,单节点连接若于客户端,底层采用分布式架检和零拷贝原理,一般配合大数据系统进行实时数据计算和日志采集的场景。 (2)可用性设计优秀,根据Kaka的副本设计原理,数据有多个副本存于不同的机器中,即使有机器岩机也不会使数据彻底消失,保证了消息队列的可用性。 (3)支持动态扩展,多个producer、broker和consumer的设计使得只需要修改少量配置就可以实现动态扩展机器。 Kafka的架构主要由producer、consumer、broker、topic和partition组成,具体架构如图2-4所示。 (1)Broker Kafka使用时通常是建立了多台服务器组成一个集群,每台服务器节点就是一个Broker。 (2)Topic Topic就相当于是一个存储消息的队列,只需要确定topic就可以实现数据的生产或消费,不用管理数据的物理存储。 (3)Producer 消息的生产者,生产者顾名思义就是生产消息发送到队列中,等待消费者进行消费。 (4)Consumer 消息的消费者,多个消费者可以组成一个消费者组。 (5)Partition 一个topic可以被分割为多个partition,分布在不同的broker上,每个partition中的数据存储在多个segment文件中。 图2-4 Kafka架构 4.3.1.1.2日志采集系统Flume Flume是一款实时日志收集系统,受到了使用者的认可和广泛应用,主要用于实时读取服务器本地磁盘的数据写入到HDFS中。Flume运行后JVM工作进程为一个Agent,其中覆盖输入端、通道、输出端组件,Flume的组成架构如图2-5所示。 (1)agent 一个JVM进程,以事件形式将数据从源头发往目的地。 (2)source 用于接收不同类型的数据到agent。 (3)channel source和sink之间的缓冲区,允许source和sink运行在不同速率,可以同时处理多个source的写入和多个sink的读取。 (4)sink 不断轮询channel中事件并批量移除,写入不同类型的目的地。 图2-5 Flume架构 4.3.1.2数据存储技术 4.3.1.2.1分布式文件系统HDFS HDFS是分布式文件管理系统的一种,通过目录树来定位文件,主要用于一次写入、多次读出的场景且不支持文件的修改的场景。 HDFS的优点在于高容错性、处理海量数据、可构建在廉价机器。数据会自动保存多个副本,增加副本的形式,提高容错性。某一个副本丢失,自动恢复。HDFS的缺点在于不适合低延迟数据访问、无法高效对大量小文件进行存储、不支持并发写入和文件的随即修改。 HDFS采用主从读写分离的架构,通常一个集群拥有一到两个master和若干个slave,HDFS的组成架构如图2-6所示。 (1)NameNode NameNode就是master,主要负责管理HDFS的名称空间、配置副本策略、管理数据块的映射信息、处理客户端的读写请求。 (2)DataNode DataNode就是slave,NameNode下达命令,DataNode执行实际的操作。主要负责存储实际的数据块、执行数据块的读写操作。 (3)Client 客户端的功能主要是与NameNode和DataNode交互。同时文件上传HDFS的时候,客户端将文件切分成一个一个的block,然后进行上传。 (4)SecondaryNameNode 主要是辅助NameNode,hdfs运行时需要定期进行FsImage和Edits的合并,如果这个操作由NameNode节点完成,又会效率过低。因此,引入一个新的节点SecondaryNamenode,专门用于FsImage和Edits的合并。 图2-6 HDFS架构图 4.3.1.2.2数据仓库平台Hive Hive是基于Hadoop构建的一套数据仓库分析系统,将存入的数据转化映射成表结构,再用Hive的HOL语言进行查询,通过数据库的方式来操作HDFS文件系统为了简化编程,底层计算方式为其他常用计算引擎。Hive是面向行储存的数据库。Hive本身不存储和计算数据,它完全依赖底层的存储框架和计算引擎,Hive主要是建立和处理表的逻辑。Hive的架构原理如图2-7所示。 图2-7 hive架构图 4.3.1.3实时计算技术 Flink是为分布式、高性能、随时可用以及准确的流处理应用程序打造的开源流处理框架。 因为传统hive底层是使用MapReduce进行计算,这就带来了一些问题,MapReduce适合于离线计算,执行延迟比较高,且对于处理批量小数据显得十分乏力。所以,本项目中将MapReduce替换成Flink引擎,经过测试,Flink引擎在最差情况下也比MapReduce快10倍,可以达到实时计算的要求。 之所以采用Flink引擎主要在于以下四个方面的考虑,这也是实时数仓方面关注的比较核心的问题。第一个是状态管理,实时数仓里面会进行很多的聚合计算,这些都需要对于状态进行访问和管理,Flink在这方面比较成熟。第二个是表义能力,Flink提供极为丰富的多层次API,包括StreamAPI、TableAPI以及FlinkSOL。第三个是生态完善,实时数仓的用途广泛,用户对于多种存储有访问需求,Flink对于这方面的支持也比较完善。最后一点就是Flink提供了流批统一的可能性。 Flink的架构图如图2-8所示。 图2-8 Flink架构图 4.3.1.4可视化技术 4.3.1.4.1数据可视化工具ECharts 使用ECharts进行数据可视化。ECharts是一个开源的、显示效果丰富的一个可视化组件。它支持多种浏览器,并且可以非常简单的往前端页面添加动态直观的图表。ECharts提供了丰富的API接口以及文档,通过合理设置并结合后台传送的Json数据,即可展示所需要的数据主题。 ECharts具备如下特性:可视化类型十分齐全、可以直接使用多种类型数据、前端可展示海量数据、优化了移动端的显示效果、跨平台等特点。与其他开源的可视化组件相比,ECharts主要有以下特点: (1)导入简单,配置方便 开发人员只需要在视图级别导入ECharts.js文件,然后他们就可以通过Ajax调用后端模型层和控制层,传递需求并返回结果。ECharts提供了丰富的图形显示控制方法,并且可以通过选项设置来控制数据显示形式、值范围和其他控制细节。 (2)丰富的图表类型 ECharts的底层依赖于支持Canvas渲染的开源渲染引擎Zender。它具有可视化的图表类型,包括直方图,雷达图和地图,并且可以提供多个交互式坐标系,时间轴和工具箱组件。通过Ajax技术及其自身的事件机制,可以将数据主题图形与背景数据链接起来,从而增强了数据集成和挖掘的能力。 (3)轻量数据传输 ECharts图形组件支持json格式数据的异步加载。随着版本的迭代开发,其通用图表已支持呈现数千万的数据,从而为相关人员提供了更好的性能体验。 仿照上述文字 帮我写一个数据处理技术实现方案

资源评论
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杜拉拉到杜拉拉
2025.05.26
详细说明了数据读取和图表更新的流程。🎊
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ShenPlanck
2025.05.18
利用chart控件展示数据,效果明显且美观。
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稚气筱筱
2025.03.19
C#和access结合,为开发者提供了便利。
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东郊椰林放猪散仙
2025.03.05
适合需要实时监控数据变化的项目。🍛
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XU美伢
2025.03.01
对于需要时间序列分析的场景很有帮助。
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陌陌的日记
2025.01.16
子线程操作access数据库的方法值得学习。
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战神哥
2024.12.29
实现了实时数据的高效展示,图表界面直观实用。