C#程序設(shè)計在數(shù)據(jù)儲存和云端服務(wù)中的應(yīng)用研究

胡居臣

（宿遷澤達(dá)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 江蘇 宿遷 223800）

1 引言

C#程序設(shè)計語言是當(dāng)前社會中所常用的程序設(shè)計開發(fā)語言之一，與傳統(tǒng)的C語言相比其不僅僅更加安全、高效，同時在程序運行過程中C#的系統(tǒng)穩(wěn)定性也遠(yuǎn)遠(yuǎn)強于傳統(tǒng)的C語言以及C++等。除此之外，C#程序設(shè)計語言在開發(fā)過程中也繼承了C語言以及C++程序設(shè)計語言的多種優(yōu)勢。首先，C#程序設(shè)計語言繼承了C++的兼容性。良好的兼容性使得C#語言既可以在常用的Windows系統(tǒng)中進(jìn)行使用，同時也可以在UNIX系統(tǒng)以及Linux系統(tǒng)中進(jìn)行使用。其次，C#程序設(shè)計語言也新添加了快速開發(fā)技術(shù)。這項技術(shù)的應(yīng)用可以幫助用戶對某些重復(fù)性代碼進(jìn)行生成，從而有效提升了用戶了編程效率并避免了人為編程錯誤的出現(xiàn)。正是由于C#與傳統(tǒng)的C語言以及C++相比具有了諸多優(yōu)勢，因此當(dāng)前C#程序設(shè)計語言不僅僅被廣泛應(yīng)用在單片機程序開發(fā)設(shè)計等領(lǐng)域中，同時其在數(shù)據(jù)存儲以及云端服務(wù)等領(lǐng)域中也有了較多的應(yīng)用。

2 C#程序設(shè)計中數(shù)據(jù)存儲的幾種方式及其優(yōu)缺點分析

C#程序設(shè)計中的數(shù)據(jù)存儲于C語言中的數(shù)據(jù)存儲方式較為類似，其主要仍是依靠棧、堆、鏈表、數(shù)據(jù)表以及樹、圖等方式對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行存儲的。其中棧與堆是最為常見的數(shù)據(jù)存儲方式。棧的存儲特點主要是其只有一端可以對數(shù)據(jù)元素進(jìn)行存儲與提取，并且其在對數(shù)據(jù)元素進(jìn)行存儲的過程中遵循先進(jìn)后出的順序。而堆的存儲主要是依據(jù)棧中所存儲的數(shù)據(jù)信息被調(diào)用以及初始化后，堆中便生成相應(yīng)的數(shù)據(jù)塊，從而對其數(shù)據(jù)信息進(jìn)行存儲。鏈表、數(shù)據(jù)表以及樹與圖對數(shù)據(jù)元素進(jìn)行存儲時其均需要用戶創(chuàng)建相應(yīng)的存儲結(jié)構(gòu)并對其進(jìn)行初始化與賦值方能實現(xiàn)對數(shù)據(jù)信息的存儲。

2.1 Session方法

除上述幾種數(shù)據(jù)存儲方式外，在C#語言程序設(shè)計中用戶還可以在編程過程中利用Session方法實現(xiàn)對相關(guān)數(shù)據(jù)信息的存儲。Session方法實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息存儲的原理是通過用戶創(chuàng)建Session方法從而在服務(wù)器中建立相應(yīng)的Session模塊，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的存儲。在用戶創(chuàng)建Session方法的同時，服務(wù)器也會為用戶所存儲的數(shù)據(jù)信息生成一個相應(yīng)的SessionID。而用戶在需要將其數(shù)據(jù)信息進(jìn)行調(diào)用時，便可以通過服務(wù)器所創(chuàng)建的SessionID對其進(jìn)行調(diào)用。與傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲方式相比，Session方法不僅僅在數(shù)據(jù)信息的安全性方面有了較大的提升，同時其還可以實現(xiàn)在云端中的數(shù)據(jù)存儲于調(diào)用，這為net程序的開發(fā)提供了極大的便利。當(dāng)用戶利用Session方法對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行存儲時，其首先需要為Session對象進(jìn)行命名與賦值。其次，用戶在利用Session方法時還需要對Session方法中數(shù)據(jù)信息的存儲地址及存儲形式進(jìn)行具體設(shè)置。通常為了方便調(diào)用，用戶會將數(shù)據(jù)信息存儲在IIS進(jìn)程中。雖然，這可以有效提升服務(wù)器性能，但若出現(xiàn)服務(wù)器重啟則有可能會出現(xiàn)數(shù)據(jù)信息丟失等現(xiàn)象。其次，部分用戶也會將數(shù)據(jù)信息存儲在數(shù)據(jù)庫中，但這一操作需要用戶提前將數(shù)據(jù)庫與程序相連接[1]。

2.2 Cache方法

C#程序設(shè)計語言中所常使用的Cache方法也可以實現(xiàn)對數(shù)據(jù)信息的存儲。Cache是計算機中的高速緩沖存儲器，其主要功能是實現(xiàn)對臨時數(shù)據(jù)的快速讀取與存儲。與傳統(tǒng)的內(nèi)存相比，Cache存儲器位于CPU與主存儲器之間，其可以以極高的讀寫效率實現(xiàn)對數(shù)據(jù)信息的存儲與讀取，從而方便用戶的正常使用。但內(nèi)存由于其讀寫效率較低，因此在臨時數(shù)據(jù)存儲時往往不會使用內(nèi)存對其進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲。而Cache方法便是通過利用C#中所封裝的Cache函數(shù)實現(xiàn)對Cache存儲器中的數(shù)據(jù)信息存儲與調(diào)用。在Cache方法中主要含有以下幾個公共方法：其中第一個公共方法是Cache.add()；該方法的主要功能是將數(shù)據(jù)信息添加至Cache存儲器中，從而實現(xiàn)對數(shù)據(jù)信息的存儲。在add方法中既需要包含有所需存儲的數(shù)據(jù)信息，同時也需要寫出該數(shù)據(jù)信息的緩存鍵、依賴項等相關(guān)信息等。例如，Cache.Add("Key1"，"Value 1"，null，DateTime.Now.AddSeconds<60>，TimeSpan.Zero，CacheItemPriority.High，onRemove)；其次，在Cache中還包括有Cache.Get()；方法，該方法的主要功能是幫助用戶實現(xiàn)對Cache中數(shù)據(jù)元素的調(diào)用。與add方法所不同的是在調(diào)用數(shù)據(jù)元素的過程中，用戶僅僅只需要在參數(shù)中表明其所需要調(diào)用的數(shù)據(jù)元素類型以及數(shù)據(jù)元素名稱即可，例如，Cache getCache(String var1)。以上兩種方法便是Cache方法中最為常用的公共方法。除此之外，在Cache的公共方法中還包含有Cache.GetEnumberator()；方法、Cache.GetType()；方法以及Cache.Insert()；方法、Cache.Remove()；方法等，其功能分別是對Cache中所存儲的數(shù)據(jù)信息的字典枚舉數(shù)進(jìn)行查找、獲取已存儲數(shù)據(jù)元素的類型以及在Cache存儲器中插入數(shù)據(jù)項、移除Cache存儲器中的某個數(shù)據(jù)信息。

2.3 往客戶端寫文件

用戶也可以通過向客戶端中寫文件，從而實現(xiàn)對數(shù)據(jù)信息的存儲。用戶向客戶端中寫入與讀取文件主要是依靠I/O流所實現(xiàn)的。當(dāng)用戶對I/O流進(jìn)行應(yīng)用時，其首先需要利用System.IO對I/O流空間進(jìn)行定義。其次，用戶還需要引用new方法創(chuàng)建一個新的StreamReader對象。通過以上兩步的操作，用戶便可以實現(xiàn)向客戶端中寫入文件。除此之外，用戶也可以通過利用StreamWriter方法向客戶端中寫入純文本文件。在這一過程中，用戶同樣需要利用new方法創(chuàng)建FileStream實例化對象。例如，F(xiàn)ileStream fs=new FileStream(path，F(xiàn)ileMode.Create)；雖然使用這一方法可以實現(xiàn)向客戶端中寫入文件，從而方便用戶對相關(guān)文件的調(diào)用。但利用I/O流向客戶端中寫入文件還會存在有文件覆蓋的現(xiàn)象。這一現(xiàn)象的出現(xiàn)極有可能會導(dǎo)致部分?jǐn)?shù)據(jù)文件丟失，從而影響到用戶的正常編程。

2.4 用cookie來存儲

用戶在利用C#進(jìn)行程序編寫的過程中還可以應(yīng)用cookie對相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行存儲。Cookie技術(shù)的主要功能是將相關(guān)數(shù)據(jù)信息存儲在用戶所使用的終端中，當(dāng)前cookie技術(shù)往往被用于存儲用戶在服務(wù)器中的登錄數(shù)據(jù)等。通過將其用戶登錄數(shù)據(jù)存儲在用戶終端中既可以加快服務(wù)器的運行效率，同時也可以降低服務(wù)器的緩存，從而避免服務(wù)器在運行過程中出現(xiàn)冗余的現(xiàn)象。當(dāng)用戶利用cookie技術(shù)對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行存儲時，用戶首先需要利用瀏覽器向服務(wù)器發(fā)送請求，并在服務(wù)器應(yīng)答后向服務(wù)器發(fā)送所需存儲的相關(guān)內(nèi)容[2]。

3 數(shù)據(jù)云存儲的優(yōu)缺點

3.1 可擴展性

首先，數(shù)據(jù)云存儲具有可擴展性的特點。與傳統(tǒng)的物理存儲相比，數(shù)據(jù)云存儲可以隨著用戶的需求對存儲量進(jìn)行擴張。這不僅僅可以避免用戶在使用過程中出現(xiàn)存儲空間不足的問題，同時更可以隨著系統(tǒng)規(guī)模的擴大而提升云數(shù)據(jù)存儲空間。

3.2 多租戶

數(shù)據(jù)云存儲還具有多租戶的特點。多租戶的特點主要包含有以下兩方面的內(nèi)容，其一數(shù)據(jù)云存儲的多租戶特點可以實現(xiàn)多用戶對某一特定數(shù)據(jù)信息的共享，從而避免服務(wù)器中存儲多個重復(fù)數(shù)據(jù)而造成數(shù)據(jù)存儲容量浪費的現(xiàn)象。另一方面，數(shù)據(jù)云存儲的多租戶特點還可以實現(xiàn)將不同用戶進(jìn)行隔離，從而進(jìn)一步加強服務(wù)器中數(shù)據(jù)信息的安全。

3.3 無中斷數(shù)據(jù)遷移

在數(shù)據(jù)云存儲中還具有無中斷數(shù)據(jù)遷移的特點。眾所周知，在系統(tǒng)更新與維護(hù)的過程中，系統(tǒng)開發(fā)公司往往需要向系統(tǒng)中上傳相應(yīng)的更新文件。但這一過程中不僅僅會耗費大量的時間，同時更會導(dǎo)致系統(tǒng)維護(hù)成本的升高。而云存儲的應(yīng)用便可以有效緩解這一問題。通過利用數(shù)據(jù)云存儲技術(shù)，系統(tǒng)開發(fā)公司可以實現(xiàn)在舊節(jié)點上直接調(diào)用云存儲中所存儲的更新配置文件，從而實現(xiàn)對系統(tǒng)的無中斷數(shù)據(jù)遷移與系統(tǒng)更新。這既可以降低系統(tǒng)的維護(hù)成本，同時也可以為用戶提供更好的使用體驗。

4 云端數(shù)據(jù)在C#程序設(shè)計中的應(yīng)用

云存儲的概念類似于云計算。它是指通過集群應(yīng)用程序、網(wǎng)格技術(shù)或分布式文件系統(tǒng)功能集成網(wǎng)絡(luò)存儲設(shè)備的各種系統(tǒng)。

4.1 整體網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

很多時候，我們的需求是這樣的：現(xiàn)場有N臺不同的設(shè)備或系統(tǒng)，每臺設(shè)備或者系統(tǒng)的協(xié)議是各不相同的，希望可以用一種通用并且簡單的方法，將這些數(shù)據(jù)傳到云端，實現(xiàn)遠(yuǎn)程訪問。這樣的需求，其實是物聯(lián)網(wǎng)最典型的應(yīng)用之一，那么采用OPCUA+MQTT或許是個不錯的選擇。

4.2 服務(wù)層

至于服務(wù)層，主要是OPCUA服務(wù)器的開發(fā)應(yīng)用，這里我們有兩個選擇，一種是采用第三方的OPC軟件，比如Kepware、Knight、Matrikon這些公司的產(chǎn)品，這種比較容易，做下相關(guān)配置即可；另外一種方式就是自己開發(fā)，相對來說難度要大一些。

5 結(jié)語

綜上所述，C#程序設(shè)計技術(shù)當(dāng)前已經(jīng)有了較為成熟的發(fā)展，因而本文就C#程序設(shè)計在數(shù)據(jù)存儲和云端服務(wù)中的應(yīng)用展開了上述論述。研究發(fā)現(xiàn)，云存儲設(shè)備大面積、廣域分布帶來的另一個問題是存儲設(shè)備的運行和管理。云存儲設(shè)備不需要考慮這些問題，但是云存儲單位需要通過切實有效的手段解決集中管理、狀態(tài)監(jiān)控、錯誤維護(hù)、人工成本高等問題。云存儲需要一個高效的集中管理平臺，類似于網(wǎng)絡(luò)管理軟件，即可以集中管理和監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的存儲設(shè)備、服務(wù)器和云存儲系統(tǒng)[3]。