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【LabVIEW】執行系統(多線程)

一、什麼是執行系統

早期 LabVIEW 的 VI 都是單線程運作的,LabVIEW 5.0 後才引入了多線程運作。

其實,對于并排擺放的LabVIEW 函數子產品而言,即使LabVIEW 不為它們配置設定不同的線程,通常也是“并行執行”的。LabVIEW 會把它們拆成片斷,輪流執行。

這有一點像是 LabVIEW 為自己設計了一套多線程排程系統,在系統的單個線程内并行執行多個任務。

LabVIEW中這樣一套把VI代碼排程、運作起來的機制叫做執行系統。

LabVIEW2010共設有7個執行系統,分别是:

1、使用者界面

程式中所有與界面相關的代碼都是放在使用者界面執行系統下執行的。

就算你為一個 VI 設定了其他的執行系統,這個 VI 的前面闆被打開後,他上面的資料更新的操作也會被放在使用者界面執行系統下運作。

還有一些工作,比如利用 Open VI Reference 節點動态的把一個 VI 加載到記憶體的工作,也是在使用者界面執行系統下運作的。

因為 LabVIEW 是自動多線程的,如果一些子產品不能保證多線程安全,就需要把他們設定為在使用者界面線程運作。這樣就等于強制他們在同一個線程下執行,以保證安全。

2、标準

是最常用的配置方式.

3、儀器I/O

一般用于發送指令到外部儀器,或從儀器中讀取資料。這是程式中較為重要的操作,需要及時運作。是以儀器I/O執行系統中的線程的優先級比其他執行系統中的線程要高一些。

4、資料采集

一般用于快速資料采集。資料采集執行系統中的線程的資料堆棧區比較大。

5、其它1

6、其它2

如果你一定要讓某些 VI 運作在獨立的線程内,則可以使用其他1、其他2這兩個選項。

7、與調用方相同

表示這個 VI 沿用調用它的上層 VI 設定的執行系統。如果頂層 VI 也選擇“與調用方相同”,那麼就等于它選擇了标準執行系統。

一個應用程式中使用到的衆多子VI可以是分别放在不同的執行系統裡運作的。使用者在VI屬性面闆上選擇 Execution頁面,可以在這個頁面指定或更改某個 VI 的首選執行系統。

具體操作是:

》檔案》VI屬性》執行》設定首選執行系統

通常所建立的VI其預設執行系統是:與調用方相同。

絕大多數情況下,使用者使用界面執行系統、标準執行系統就已經足夠了。

二、執行系統與線程的關系

LabVIEW 在支援多線程以後,不同的執行系統中的代碼肯定是運作在不同線程下的。

使用者界面執行系統隻有一個線程,并且是這個程式的主線程。

這一點與其他執行系統都不一樣,其他的執行系統都可以開辟多個線程來執行代碼。

使用者除了可以設定 VI 的執行系統,還可以設定它的優先級。

優先級分 5 個檔次(暫先不考慮 subroutine)。

在 LabVIEW 7.0 之前, LabVIEW 在預設情況下為同一個執行系統下每個檔次的優先級開啟一條獨立的線程;

而在LabVIEW 7.0 之後,LabVIEW 在預設會預設的為每個執行系統下每個檔次的優先級開啟 4 條線程。

在用C語言編寫多線程程式時,你還要注意不能開辟太多的線程,因為線程開辟、銷毀、切換等也是有消耗的。線程太多可能效率反而更差。

但是使用 LabVIEW 就友善多了。在使用預設設定的情況下,LabVIEW最多為你的程式開辟 5 條線程:

一條使用者界面線程,四條标準執行系統标準優先級下的線程。五條線程不會引起明顯的效率損失。

三、使用多線程要注意的

1. 一般情況下,編寫程式時應當遵循這樣的原則:

可以同時運作的子產品就并排擺放,千萬不要用連線,順序框等方式強制它們依次執行。在并行執行時, LabVIEW 會自動地把它們安排在在不同線程下同時運作,以提高程式的執行速度,節省程式的運作時間。

2. 假如有一個或某幾個線程占用了100%的CPU,此時系統對其他線程就會反應遲鈍。

例如,程式的執行線程占用了100% 的 CPU,那麼使用者對界面的操作就會遲遲得不到響應,甚至于使用者會誤認為程式死鎖了。是以在程式中要盡量避免出現 100% 占用 CPU 的情況。

此類問題最簡單的解決方法就是在循環内加一個延時。如果在每個循環内加上100毫秒的延時,CPU占用率就會接近為 0。

3、對于總運作時間較短的循環(假如CPU 占用總時間不足100毫秒)就沒有必要再加延時了。

4、對于那些确實非常耗費CPU資源的運算(如需要100%地占用CPU幾秒鐘甚至更長的時間),最好也在循環内插入少量延時,進而讓CPU至少空出10%的時間給其它線程或程序。你的程式會是以而多運作10%的時間。

但是由于CPU可以及時處理其他線程的需求,比如界面操作等,其他背景程式也不會被打斷,使用者反而會感覺到程式似乎運作得更加流暢。反之,假如你的程式太霸道了,CPU長期被某些運算所霸占,而别的什麼都不能做,這樣的程式,使用者是不可能滿意的。

5、某些運算可能需要程式循環1,000,000次,每執行一次僅需要0.1毫秒。此時如果在每次循環裡都插入延時,即使是1毫秒的延時,也會令程式速度減慢10倍。這當然是不能容忍的。這種情況下,就不能在每次循環都加延時了,但可以采用每一千次循環後加上10毫秒延時的政策。此時,程式僅減慢10%左右,而CPU也有處理其他工作的時間了。

6、在處理界面操作的VI中,常常會使用到 While 循環内套一個 Event Structure 這種結構形式。在這種情況下,就沒有必要再在循環内添加延時了。因為程式在執行到 Event Structure 時,如果沒有事件産生,程式不再繼續執行下去,而是等待某一事件的發生。這是,運作這段代碼的線程會暫時休眠,不占用任何 CPU 資源,一直等到有事件發生,這個線程才會重新被喚醒,繼續工作。

來源:

http://blog.sina.com.cn/s/articlelist_1289595790_0_1.html

https://blog.csdn.net/hhko12322/article/details/8650217/

使用執行系統和優先級的建議(官網):

https://zone.ni.com/reference/zhs-XX/help/371361R-0118/lvconcepts/suggestions_for_exec/

/*******相與枕藉乎舟中,不知東方之既白*******/