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C#
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using System;
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using System.Collections.Generic;
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using System.Linq;
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using System.Threading;
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using System.Threading.Tasks;
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using Microsoft.Extensions.Hosting;
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using MQTTnet;
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using MQTTnet.Client;
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using MQTTnet.Client.Options;
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using PMSWPF.Models;
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using PMSWPF.Services;
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using PMSWPF.Helper;
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using PMSWPF.Enums;
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namespace PMSWPF.Services
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{
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/// <summary>
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/// MQTT后台服务，继承自BackgroundService，用于在后台管理MQTT连接和数据发布。
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/// </summary>
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public class MqttBackgroundService
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{
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// 数据服务实例，用于访问和操作应用程序数据，如MQTT配置和变量数据。
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private readonly DataServices _dataServices;
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// 存储MQTT客户端实例的字典，键为MQTT配置ID，值为IMqttClient对象。
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private readonly Dictionary<int, IMqttClient> _mqttClients;
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// 存储MQTT配置的字典，键为MQTT配置ID，值为Mqtt模型对象。
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private readonly Dictionary<int, Mqtt> _mqttConfigurations;
|
||
// 存储与MQTT配置关联的变量数据的字典，键为MQTT配置ID，值为VariableData列表。
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private readonly Dictionary<int, List<VariableData>> _mqttVariableData;
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||
// 定时器，用于周期性地执行数据发布任务。
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private Timer _timer;
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||
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/// <summary>
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/// 构造函数，注入DataServices。
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/// </summary>
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/// <param name="dataServices">数据服务实例。</param>
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public MqttBackgroundService(DataServices dataServices)
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{
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_dataServices = dataServices;
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_mqttClients = new Dictionary<int, IMqttClient>();
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_mqttConfigurations = new Dictionary<int, Mqtt>();
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_mqttVariableData = new Dictionary<int, List<VariableData>>();
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}
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/// <summary>
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||
/// 启动MQTT后台服务。
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/// </summary>
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public async void StartService()
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{
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NlogHelper.Info("MqttBackgroundService started."); // 记录服务启动信息
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// 订阅MQTT列表和变量数据变化的事件，以便在数据更新时重新加载配置和数据。
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_dataServices.OnMqttListChanged += HandleMqttListChanged;
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_dataServices.OnVariableDataChanged += HandleVariableDataChanged;
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// 初始加载MQTT配置和变量数据。
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await LoadMqttConfigurations();
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await LoadVariableData();
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// 初始化定时器，每5秒执行一次DoWork方法，用于周期性地发布数据。
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_timer = new Timer(DoWork, null, TimeSpan.Zero, TimeSpan.FromSeconds(5)); // 每5秒轮询一次
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// 使服务保持运行，直到收到停止请求。
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// await Task.Delay(Timeout.Infinite, stoppingToken);
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}
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/// <summary>
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||
/// 停止MQTT后台服务。
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/// </summary>
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public async void StopService()
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{
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NlogHelper.Info("MqttBackgroundService stopping."); // 记录服务停止信息
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// 停止定时器。
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_timer?.Change(Timeout.Infinite, 0);
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// 取消订阅事件。
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_dataServices.OnMqttListChanged -= HandleMqttListChanged;
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_dataServices.OnVariableDataChanged -= HandleVariableDataChanged;
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// 断开所有已连接的MQTT客户端。
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foreach (var client in _mqttClients.Values)
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{
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if (client.IsConnected)
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{
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await client.DisconnectAsync();
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}
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}
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// 清空所有字典。
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_mqttClients.Clear();
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_mqttConfigurations.Clear();
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_mqttVariableData.Clear();
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||
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||
}
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/// <summary>
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||
/// 定时器回调方法，用于周期性地检查并发布已修改的变量数据。
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/// </summary>
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/// <param name="state">定时器状态对象（此处未使用）。</param>
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private async void DoWork(object state)
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{
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// 遍历所有MQTT配置关联的变量数据。
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foreach (var mqttConfigId in _mqttVariableData.Keys)
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{
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// 检查MQTT客户端是否连接。
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if (_mqttClients.TryGetValue(mqttConfigId, out var client) && client.IsConnected)
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{
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var variables = _mqttVariableData[mqttConfigId];
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||
// 遍历与当前MQTT配置关联的变量。
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foreach (var variable in variables)
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{
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// 如果变量已被修改（IsModified标志为true）。
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if (variable.IsModified)
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{
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||
// 获取发布主题。
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var topic = _mqttConfigurations[mqttConfigId].PublishTopic;
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if (!string.IsNullOrEmpty(topic))
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{
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// 构建MQTT消息。
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var message = new MqttApplicationMessageBuilder()
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.WithTopic($"{topic}/{variable.Name}") // 主题格式：PublishTopic/VariableName
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.WithPayload(variable.DataValue) // 消息载荷为变量的值
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.Build();
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||
|
||
// 发布MQTT消息。
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await client.PublishAsync(message);
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||
NlogHelper.Info($"Published {variable.Name} = {variable.DataValue} to {topic}/{variable.Name}",throttle:true); // 记录发布信息
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variable.IsModified = false; // 发布后重置修改标志。
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}
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}
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}
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||
}
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}
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||
}
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/// <summary>
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||
/// 加载并连接MQTT配置。
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/// </summary>
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||
/// <returns>表示异步操作的任务。</returns>
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private async Task LoadMqttConfigurations()
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{
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||
// 从数据服务获取所有MQTT配置。
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var mqtts = await _dataServices.GetMqttsAsync();
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foreach (var mqtt in mqtts)
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{
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||
// 如果客户端字典中不包含当前MQTT配置的客户端，则尝试连接。
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if (!_mqttClients.ContainsKey(mqtt.Id))
|
||
{
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await ConnectMqttClient(mqtt);
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||
}
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// 更新或添加MQTT配置到字典。
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_mqttConfigurations[mqtt.Id] = mqtt;
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||
}
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||
// 断开并移除不再配置中的MQTT客户端。
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var removedMqttIds = _mqttClients.Keys.Except(mqtts.Select(m => m.Id)).ToList();
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foreach (var id in removedMqttIds)
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||
{
|
||
if (_mqttClients.ContainsKey(id))
|
||
{
|
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var client = _mqttClients[id];
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||
if (client.IsConnected)
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||
{
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||
await client.DisconnectAsync();
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||
}
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||
_mqttClients.Remove(id);
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||
NlogHelper.Info($"Disconnected and removed MQTT client for ID: {id}");
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}
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||
_mqttConfigurations.Remove(id);
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_mqttVariableData.Remove(id);
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||
}
|
||
}
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||
/// <summary>
|
||
/// 连接到指定的MQTT代理。
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||
/// </summary>
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||
/// <param name="mqtt">MQTT配置对象。</param>
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||
/// <returns>表示异步操作的任务。</returns>
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||
private async Task ConnectMqttClient(Mqtt mqtt)
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{
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||
try
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||
{
|
||
// 创建MQTT客户端工厂和客户端实例。
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var factory = new MqttFactory();
|
||
var client = factory.CreateMqttClient();
|
||
// 构建MQTT客户端连接选项。
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var options = new MqttClientOptionsBuilder()
|
||
.WithClientId(mqtt.ClientID)
|
||
.WithTcpServer(mqtt.Host, mqtt.Port)
|
||
.WithCredentials(mqtt.UserName, mqtt.PassWord)
|
||
.WithCleanSession() // 清理会话，每次连接都是新会话
|
||
.Build();
|
||
|
||
// 设置连接成功事件处理程序。
|
||
client.UseConnectedHandler(e =>
|
||
{
|
||
NlogHelper.Info($"Connected to MQTT broker: {mqtt.Name}");
|
||
NotificationHelper.ShowSuccess($"已连接到MQTT服务器: {mqtt.Name}");
|
||
});
|
||
|
||
// 设置断开连接事件处理程序。
|
||
client.UseDisconnectedHandler(async e =>
|
||
{
|
||
NlogHelper.Warn($"Disconnected from MQTT broker: {mqtt.Name}. Reason: {e.Reason}");
|
||
NotificationHelper.ShowInfo($"与MQTT服务器断开连接: {mqtt.Name}");
|
||
// 尝试重新连接。
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||
await Task.Delay(TimeSpan.FromSeconds(5)); // 等待5秒后重连
|
||
try
|
||
{
|
||
await client.ConnectAsync(options, CancellationToken.None);
|
||
}
|
||
catch (Exception ex)
|
||
{
|
||
NlogHelper.Error($"Failed to reconnect to MQTT broker: {mqtt.Name}",ex );
|
||
}
|
||
});
|
||
|
||
// 尝试连接到MQTT代理。
|
||
await client.ConnectAsync(options, CancellationToken.None);
|
||
// 将连接成功的客户端添加到字典。
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||
_mqttClients[mqtt.Id] = client;
|
||
}
|
||
catch (Exception ex)
|
||
{
|
||
NotificationHelper.ShowError($"连接MQTT服务器失败: {mqtt.Name} - {ex.Message}", ex);
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
/// <summary>
|
||
/// 加载所有变量数据并按MQTT配置ID进行分组。
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||
/// </summary>
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||
/// <returns>表示异步操作的任务。</returns>
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private async Task LoadVariableData()
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{
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||
// 从数据服务获取所有变量数据。
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||
var allVariables = await _dataServices.GetAllVariableDataAsync();
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||
_mqttVariableData.Clear(); // 清空现有数据
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||
|
||
// 遍历所有变量，并根据其关联的MQTT配置进行分组。
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||
foreach (var variable in allVariables)
|
||
{
|
||
if (variable.Mqtts != null)
|
||
{
|
||
foreach (var mqtt in variable.Mqtts)
|
||
{
|
||
// 如果字典中没有该MQTT配置的条目，则创建一个新的列表。
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||
if (!_mqttVariableData.ContainsKey(mqtt.Id))
|
||
{
|
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_mqttVariableData[mqtt.Id] = new List<VariableData>();
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||
}
|
||
// 将变量添加到对应MQTT配置的列表中。
|
||
_mqttVariableData[mqtt.Id].Add(variable);
|
||
}
|
||
}
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
/// <summary>
|
||
/// 处理MQTT列表变化事件的回调方法。
|
||
/// </summary>
|
||
/// <param name="sender">事件发送者。</param>
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/// <param name="mqtts">更新后的MQTT配置列表。</param>
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private async void HandleMqttListChanged(object sender, List<Mqtt> mqtts)
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||
{
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||
NlogHelper.Info("MQTT list changed. Reloading configurations."); // 记录MQTT列表变化信息
|
||
// 重新加载MQTT配置和变量数据。
|
||
await LoadMqttConfigurations();
|
||
await LoadVariableData(); // 重新加载变量数据，以防关联发生变化
|
||
}
|
||
|
||
/// <summary>
|
||
/// 处理变量数据变化事件的回调方法。
|
||
/// </summary>
|
||
/// <param name="sender">事件发送者。</param>
|
||
/// <param name="variableDatas">更新后的变量数据列表。</param>
|
||
private async void HandleVariableDataChanged(object sender, List<VariableData> variableDatas)
|
||
{
|
||
NlogHelper.Info("Variable data changed. Reloading variable associations."); // 记录变量数据变化信息
|
||
// 重新加载变量数据。
|
||
await LoadVariableData();
|
||
}
|
||
}
|
||
}
|