基于TCP协议的C#多线程数据采集程序的设计与实现

摘要：该文阐述TCP通信的原理，多线程的概念，进行了一个多线程数据接收程序的设计，并使用C#编码实现。

关键词：多线程；C#；TCP

中图分类号：TP311文献标识码：A文章编号：1009-3044（2012）36-8624-02

某项目有一批终端设备定时发送定位信息到指定的服务器，服务器接收到信息处理后保存到数据库，以备后续显示使用。终端设备同服务器间通信采用TCP协议，一次信息发送完成后终端设备和服务器连接断开。设备之间没有信息交流，互相独立。信息发送的时间由终端设备自行决定。

1关键技术

1.1TCP通信原理

TCP协议是传输控制协议，适用于点到点，可靠通信。把通信发起方称为客户，把客户要通信的另一方称为服务器。客户把请求发给服务器，服务器收到客户的请求后提供服务。所以，TCP通信有两方，客户和服务器。在本应用中，终端设备是TCP客户，接收程序是TCP服务器。

1.2多线程

线程是程序中的一个执行流。是CPU调度和分派的基本单位。一个进程可以包含一个或多个线程，并且同一个进程内的多个线程共享一块内存和资源。

2需求分析

结合上述技术分析和应用要求，本应用中的终端机是TCP客户，要开发的程序是TCP服务器，用于接收TCP客户发送的定位信息并保存到数据库。终端设备有多台，且它们之间没有联系，任何终端信息发送时间是随机的。

3系统分析

TCP协议要求通信双方首先要建立连接，然后双方才能进行信息的交流，最后撤除连接。

服务器应设置有监听端口，工作在监听状态。当客户想同服务器通信时，客户可以向该端口发送连接请求，服务器收到连接请求后，可以建立新的通信链路以便客户和服务器进行信息交流。等到客户的通信结束后，服务器返回监听状态。在返回监听状态之前，服务器不能为其他客户提供服务，因此，在单线程模式，当前客户同服务器间的通信未结束前，其他客户无法连接服务器，只有等到它们的通信结束，服务器重新回到监听状态。这显然是低效的，不合理的。为了快速的为更多的客户服务，服务器应尽快地回到监听状态。为了到达此目的，只有采用多线程工作模式。即，服务器同客户建立连接后，服务器和客户的通信和连接的撤除交由新的线程完成，自己迅速返回到监听状态，这必然的缩短了其他客户的等待时间，提高了信息传输的效率。

4系统设计

设计思路：建立一个TCP服务器，运行后在指定的端口监听，当收到客户的连接请求后，会创建新的线程负责随后的双方的通信，自己则回到监听状态继续监听有无其他客户连接请求。新创建的线程在完成数据的接收后，断开连接，释放资源。

6测试及结果分析

测试过程：运行本服务程序，设置本机监听端口和协议，进入监听状态。设置终端设备的数据接收服务器IP地址为114.96.57.176（需在路由器做映射到内网IP地址：192.168.1.100），端口为5000，程序接收到终端设备发送的位置信息。结果见图2。

图2程序运行显示界面截图

从图2显示的信息看，信息已正确接收，程序运行正常。

参考文献：

[1]RobinsonS.C#高级编程[M].北京：清华大学出版社，2002.

[2]CasadJ.TCP/IP入门经典[M].井中月，译.北京：人民邮电出版社，2009.

[3]周有杰.VisualC#.Net网络核心编程[M].北京：清华大学出版社，2002.