labview学习——生产者/消费者（数据）（事件）

其主要的模型：

主要从以下几个方面理解：

1、可重入性

正常的labview是多线程设计语言，而我们在执行VI时的规则是通过VI的命名来分别调用实现的。

打开VI的Highlight调试工具，可以看出两个Wait.vi实例的调用并不是同时执行的，而是依次按顺序执行的，至于哪一个实例先执行是不确定的。这是由于LabVIEW本身是并行设计的，从理论上而言，两个VI的实例是同步执行的，但是如果两个Wait.vi实例同时执行必定会产生参数赋值紊乱，因为LabVIEW只允许内存中存在一个名称的VI。

如果在一个顺序结构里要同时进行两个vi的调用，采用的方法是单击ctrl+I,在新点出来的对话框中选择执行框里边的可重入选择Reentrant execution，这样的话再次运行上述实例用时长为并行执行的时间。事实上，LabVIEW的可重入技术相当于在原有VI的基础上产生了一个相同的副本，打开Wait.vi从标题栏可以看出VI的名称为Wait.vi:1(clone)。同理这是由于LabVIEW中不允许内存中的VI存在同名，VI的可重入技术相当于产生了与原VI具有同样功能的新VI并且修改了该VI的命名。

在实际应用中，需要根据情况决定是否设置VI的可重入属性，灵活使用。并不是需要将所有的VI都设置为可重入，那将占据大量的内存资源。

2、动态调用

通常调用子VI有两种方法，一种是静态调用，直接在控制板里选择子VI的方法，即编译生成可执行程序后，子VI的代码将会被静态链接到可执行程序中

另一种就是动态调用，指的是通过程序调用另一个程序的运行、停止、赋值和获取值。通过程序框图-查看（菜单）-函数-编程-应用程序控制-通过引用调用，通过VI引用动态调用，可以保证VI在需要时才被装入内存，与静态调用相比节约了内存资源。

labview有多种动态调用的方式，从底层而言采用的是VI Server技术来实现的。

如果VI调用程序较大，采用动态加载VI的方式可以节省加载时间和内存，这是因为在调用程序需要运行该VI以前无需将其加载，在操作结束后又可将其从内存中释放。VI调用配置对话框可用来配置何时加载子VI。

一个简单的实例：

• 指向严格类型引用句柄的VI仅提供连线板信息
• 不要混淆选择VI连接板与获取VI引用句柄这两项的不同操作

我结合可重用性和动态调用的特性，做了以下实例练习，即实现斐波那契数列（Fibonacci数列）。斐波那契数列指的是这样一个数列：1，1，2，3，5，8，13，21„„ 这个数列从第三项开始，每一项都等于前两项之和。在数学上表述为：f(n)=f(n-1)+f(n-2)，其中n>=3，f(1)=f(2)=1。 n<2,fn=1;n>2 ,fn=f(n-1)+f(n-2);

VI本身是有很多的属性和方法的，如图 35所示。使用这些方法就可以动态控制VI的运行、停止和赋值，各个属性节点和方法的具体含义见LabVIEW的帮助文档。使用这种方式动态调用VI时，并不需要知道VI的输入输出接口。

3、循环

我们可以使用“多循环”来解决程序并行运行的问题，那么程序中的两个循环如何进行数据交互和共享呢？最普通的方式是采用全局变量或局域变量，但是当两个循环执行的速率不相等时，必然会造成数据的丢失或重复。如前所述，LabVIEW提供了队列操作函数，允许数据的发送者和接受者之间建立一条缓冲通道，这样就避免了循环不同步带来的影响。这里就用到了我们常说的队列函数，由于队列中的元素是“先进先出”的，因此确保了接收到的数据是有序的。

在LabVIEW的队列操作中（入列和出列函数），提供了timeout选项以处理数据缓冲区的溢出或不足。当数据溢出时，入列函数（数据进入队列）将停止发送数据（处于等待状态），直到缓冲区存在数据空间或者达到了timeout设置的时间；而当数据不足时，出列函数（数据流出队列）将停止接收数据（处于等到状态），直到缓冲区进入了新的数据或者达到了timeout设置的时间。

实例介绍生产者消费者循环的基本特性以及队列操作的特点：

例程提供了操作方式控件控制生产者和消费者的数据传递速率，包含五种状态：不生产只消费、生成快于消费、生成速率等于消费速率、生成慢于消费、只生产不消费。

代码包括三个循环，分别是生产者循环，消费者循环，状态循环

将生产者的【枚举+条件结构】改成【枚举+事件结构】，即变成了消费者生产者（事件模式）；

对应的前面板显示如

实际中应该避免由于timeout（超时）设置为-1而导致的无限等待和死循环。

4、扩展

采用一个计算机组件测试的实例来简单介绍；

其中的主要思想是：结合状态机模式、事件结构和动态调用技术，能够归纳出针对较复杂应用程序的通用设计模式。对常见的测试测量程序而言，主要由数据采集、数据分析、外围菜单项响应、报表生成、数据显示这五个部分组成。其中数据采集是相对独立和长时间运行的一个模块，可以与其它的模块同时运行。因此，在大多数持续采集的程序设计中需要将它单独作为一个模块运行。与此同时，子程序也需要一条数据通道发送一些反馈命令给主程序。于是可以构成如图所示的一个通讯回路。