LabVIEW 是自動(dòng)多線(xiàn)程語(yǔ)言

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一般情況下，運行一個(gè) VI，LabVIEW 至少會(huì )在兩個(gè)線(xiàn)程內運行它：一個(gè)界面線(xiàn)程（UI Thread），用于處理界面刷新，用戶(hù)對控件的操作等等；還有一個(gè)執行線(xiàn)程，負責 VI 除界面操作之外的其它工作。LabVIEW 是自動(dòng)多線(xiàn)程的編程語(yǔ)言，只要 VI 的代碼可以并行執行，LabVIEW 就會(huì )將它們分配在多個(gè)執行線(xiàn)程內同時(shí)運行。

圖1 是一個(gè)正在運行的簡(jiǎn)單 VI，它由單獨一個(gè)一直在運行的循環(huán)組成。在此情況下，這個(gè)執行循環(huán)的線(xiàn)程運算負擔特別重，其它線(xiàn)程則基本空閑。在單 CPU 計算機上，這個(gè)線(xiàn)程將會(huì )占用幾乎 100% 的 CPU 時(shí)間。圖1 中的任務(wù)管理器是在一個(gè)雙核 CPU 計算機上截取的。這個(gè)循環(huán)雖然在每一個(gè)時(shí)刻只能運行在一個(gè)線(xiàn)程上，但這并不表示他始終不變的就固定在一個(gè)線(xiàn)程上。他可能在這個(gè)時(shí)刻運行在這個(gè)線(xiàn)程上，另一時(shí)刻又被調度到其他線(xiàn)程上去運行了。

因此，圖1 這個(gè)程序最多只能占用兩個(gè) CPU 內核 50% 的總 CPU 時(shí)間，兩個(gè) CPU 內核各被占用一些。

圖1：雙核 CPU 計算機執行一個(gè)計算繁重的任務(wù)

圖2 是當程序有兩個(gè)并行的繁重計算任務(wù)時(shí)的情況，這時(shí) LabVIEW 會(huì )自動(dòng)把兩個(gè)任務(wù)分配到兩個(gè)線(xiàn)程中去。這時(shí)即便是雙核 CPU 也會(huì )被 100% 占用。

圖2：雙核 CPU 計算機執行兩個(gè)計算繁重的任務(wù)

從上面的例子，我們可以得出如下兩個(gè)結論。

1. 在 LabVIEW 上編寫(xiě)多線(xiàn)程程序非常方便，我們應該充分利用這個(gè)優(yōu)勢。一般情況下，編寫(xiě)程序時(shí)應當遵循這樣的原則：可以同時(shí)運行的模塊就并排擺放，千萬(wàn)不要用連線(xiàn)，順序框等方式強制它們依次執行。在并行執行時(shí)， LabVIEW 會(huì )自動(dòng)地把它們安排在在不同線(xiàn)程下同時(shí)運行，以提高程序的執行速度，節省程序的運行時(shí)間。今后多核計算機將成為主流配置，多線(xiàn)程的優(yōu)勢會(huì )更為明顯。

特殊的情況也是有的，即用多線(xiàn)程時(shí)，運行速度反而慢。 以后我們再來(lái)詳細介紹此類(lèi)特殊情況。

2. 假如有一個(gè)或某幾個(gè)線(xiàn)程占用了 100% 的 CPU，此時(shí)系統對其他線(xiàn)程就會(huì )反應遲鈍。例如，程序的執行線(xiàn)程占用了100% 的 CPU，那么用戶(hù)對界面的操作就會(huì )遲遲得不到響應，甚至于用戶(hù)會(huì )誤認為程序死鎖了。所以在程序中要盡量避免出現 100% 占用 CPU 的情況。 目前大多數的計算機還是單核單個(gè) CPU 的，因此要避免任何一個(gè)線(xiàn)程試圖 100% 占用 CPU 的情況（如圖1、圖2 所示的程序）。

此類(lèi)問(wèn)題最簡(jiǎn)單的解決方法就是在循環(huán)內加一個(gè)延時(shí)。在圖1、圖2 的例子中，如果在每個(gè)循環(huán)內加上 100 毫秒的延時(shí)，CPU 占用率就會(huì )接近為0。

對于總運行時(shí)間較短的循環(huán)（假如CPU 占用總時(shí)間不足 100毫秒）就沒(méi)有必要再加延時(shí)了。

在很多情況下，運行時(shí)間很長(cháng)的循環(huán)往往都只是為了等待某一個(gè)任務(wù)的完成，在此類(lèi)循環(huán)體的內部幾乎沒(méi)有耗時(shí)較多的、又有意義的運算，所以必須在循環(huán)框內加延時(shí)。

對于那些確實(shí)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(cháng)的時(shí)間），最好也在循環(huán)內插入少量延時(shí)，從而讓 CPU 至少 空出 10% 的時(shí)間給其它線(xiàn)程或進(jìn)程。你的程序會(huì )因此而多運行 10% 的時(shí)間。 但是由于 CPU 可以及時(shí)處理其他線(xiàn)程的需求，比如界面操作等，其他后臺程序也不會(huì )被打斷，用戶(hù)反而會(huì )感覺(jué)到程序似乎運行得更加流暢。反之，假如你的程序太霸道了，CPU長(cháng)期被某些運算所霸占，而別的什么都不能做，這樣的程序，用戶(hù)是不可能滿(mǎn)意的。

還有這樣一種情況，比如某些運算可能需要程序循環(huán) 1,000,000次，每執行一次僅需要 0.1 毫秒。此時(shí)如果在每次循環(huán)里都插入延時(shí)，即使是 1 毫秒的延時(shí)，也會(huì )令程序速度減慢 10 倍。 這當然是不能容忍的。這種情況下，就不能在每次循環(huán)都加延時(shí)了，但可以采用每一千次循環(huán)后加上 10 毫秒延時(shí)的策略。此時(shí)，程序僅減慢 10% 左右，而 CPU 也有處理其他工作的時(shí)間了。

在處理界面操作的 VI 中，常常會(huì )使用到 While 循環(huán)內套一個(gè) Event Structure 這種結構形式。在這種情況下，就沒(méi)有必要再在循環(huán)內添加延時(shí)了。因為程序在執行到 Event Structure 時(shí)，如果沒(méi)有事件產(chǎn)生，程序不再繼續執行下去，而是等待某一事件的發(fā)生。這是，運行這段代碼的線(xiàn)程會(huì )暫時(shí)休眠，不占用任何 CPU 資源，一直等到有事件發(fā)生，這個(gè)線(xiàn)程才會(huì )重新被喚醒，繼續工作。