軟件開發(fā)過程中總會遇到需要多線程同步運行的情況，尤其是一些復(fù)雜的測試系統(tǒng)和大型項目，僅靠單線程運行的程序是遠遠無法滿足用戶需求的，甚至可以說在復(fù)雜測試系統(tǒng)的軟件開發(fā)中，多線程運行是最基本的。

所以不論使用什么開發(fā)環(huán)境都需要工程師們掌握如何進行多線程編程。在多線程開發(fā)這一點上LabVIEW有其獨到的優(yōu)勢，那就是LabVIEW是自動并行運行的語言，它可以自動多線程運行。

下面就小編就和大家淺談一下LabVIEW的線程編程的相關(guān)知識吧！

本文教程：

LabVIEW多線程編程基礎(chǔ)概念

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一、單線程與多線程：

LabVIEW在5.0開始才支持多線程，在此之前，LabVIEW其實是單線程運行的。在了解LabVIEW多線程之前，我們需要了解單線程的含義：單線程并不是指代碼固定在某個線程上一直執(zhí)行，系統(tǒng)有可能也會將它切換到其他線程上去運行，但是在同一時刻它只會存在于單個線程中，不會有多個線程去同時運行這段代碼。而多線程指的是在同一時刻系統(tǒng)可能會在多個線程中同時運行代碼。

在LabVIEW中只要程序框圖中的代碼可以并行運行（功能模塊之間沒有連線關(guān)系，比如兩個獨立的While循環(huán)），那么LabIVEW在運行這段代碼時就會自動將它們分配在多個線程內(nèi)同時運行。

一般情況下，LabVIEW運行VI時至少會開辟兩個線程，一個是負責(zé)刷新界面、響應(yīng)用戶操作控件等界面操作功能的用戶界面線程；另外一個或多個線程是負責(zé)執(zhí)行除界面操作以外的其他工作，稱之為執(zhí)行線程。

二、LabVIEW的多線程：

如下圖所示，這是兩個獨立運行的While循環(huán)，這段代碼在執(zhí)行時會被LabVIEW自動分配到兩個線程中去執(zhí)行。

通過上面這個示例就可以看到，在LabIVEW中編寫多線程程序十分簡便。由于兩個循環(huán)中沒有延時函數(shù)，程序會十分快速地執(zhí)行，所以對系統(tǒng)來說它們是兩個較為繁重的線程，一般對于這種任務(wù)繁重的線程，多核CPU計算機還會將它們額外安排到不同的CPU內(nèi)核上去運行。如下圖所示，運行上述示例以后系統(tǒng)自動將它們分配到不同的內(nèi)核中去運行，這樣可以合理利用CPU資源，提高程序運行速度，節(jié)省程序執(zhí)行時間，防止某個CPU內(nèi)核被100%占用導(dǎo)致卡死。

三、LabVIEW的執(zhí)行系統(tǒng)：

LabVIEW自己有一套調(diào)度系統(tǒng)，負責(zé)代碼的調(diào)度和運行，這就是LabVIEW的執(zhí)行系統(tǒng)。LabVIEW目前有六個執(zhí)行系統(tǒng)，分別是：用戶界面、標準、儀器I/O、數(shù)據(jù)采集以及其他1、其他2執(zhí)行系統(tǒng)。一個應(yīng)用程序中的眾多子VI是可以分別放在不同的執(zhí)行系統(tǒng)里運行的，用戶可以在VI屬性中指定VI的執(zhí)行系統(tǒng)。

在LabVIEW支持多線程后，不同執(zhí)行系統(tǒng)中的代碼就被劃分在了不同的線程下運行。其中用戶界面執(zhí)行系統(tǒng)只有一個線程，那就是一開始提到的用戶界面線程；其他執(zhí)行系統(tǒng)可以為代碼開辟多個線程。

四、LabVIEW的VI優(yōu)先級：

用戶可以在VI屬性中指定VI的優(yōu)先級屬性。LabVIEW VI優(yōu)先級有后臺、標準、高于標準、高、實時這六個檔次。其中前五項是從低到高的優(yōu)先級順序，優(yōu)先級越高越容易搶占到CPU資源。而子程序這一項比較特殊，當一個VI的優(yōu)先級被設(shè)置為子程序時，VI前面板、調(diào)試信息會被移除（不能用作界面、不能調(diào)試），同時在執(zhí)行該VI時應(yīng)用程序會短暫變?yōu)閱尉€程執(zhí)行，即在這個VI執(zhí)行結(jié)束之前，不會被別的線程打斷；這意味著子程序的VI在執(zhí)行時會得到最多的CPU資源，所以某些純算法的VI，假如不是特別耗時就可以設(shè)置為子程序的優(yōu)先級。

在設(shè)置VI優(yōu)先級時需要注意：1、在一個應(yīng)用程序中，提高一個VI的優(yōu)先級并不能縮短應(yīng)用程序整體占用CPU的時間，只是意味著這個VI會比其他VI更多、更容易搶占到CPU資源，所有VI占用CPU的整體時間是不會變的；2、低優(yōu)先級相對于高優(yōu)先級的VI，并不是高優(yōu)先級的VI會一定先執(zhí)行，只是說明高優(yōu)先級VI有更高的概率搶占到CPU資源；

在單核CPU的計算機上，LabVIEW最多為每個執(zhí)行系統(tǒng)下的每個檔次優(yōu)先級開啟四條線程，如果是多核CPU，每增加一個CPU內(nèi)核，可開辟的線程數(shù)目翻倍。實際上一個程序在運行時并不會有那么多優(yōu)先級和執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)置，所以并不會開辟很多線程。

小編這里提醒大家編程時線程不是越多越好，因為線程的開辟、銷毀、切換等都是需要消耗資源的，如果線程開的太多，切換線程太頻繁，反而會導(dǎo)致程序執(zhí)行的效率降低。

五、定時結(jié)構(gòu)：

對于多核CPU的計算機，有時候操作系統(tǒng)自動分配線程至CPU內(nèi)核的策略可能并不是最優(yōu)解，于是就需要我們?nèi)斯とブ付?，即某個線程應(yīng)該被指定到計算機的哪個CPU內(nèi)核上執(zhí)行?，F(xiàn)在絕大部分計算機的CPU性能都足夠強大，所以一般情況下，只有對于執(zhí)行效率要求極其苛刻的程序才會需要我們?nèi)斯とブ付–PU內(nèi)核的分配方案。

需要人工指定CPU分配方案時，我們可以使用定時結(jié)構(gòu)來替換程序中原有的結(jié)構(gòu)，定時結(jié)構(gòu)可以更加精確的執(zhí)行某段程序代碼，并且它還包含一些用于高精度定時、處理器分配等的輔助功能，定時結(jié)構(gòu)包含定時循環(huán)結(jié)構(gòu)和定時順序結(jié)構(gòu)，如下圖所示：

可以看到相對于普通的循環(huán)或者順序結(jié)構(gòu)，定時結(jié)構(gòu)左側(cè)有一些輸入端，可以進行一些配置，這些配置可以在程序運行過程中使用輸入接線端進行動態(tài)設(shè)置，也可以在配置面板中靜態(tài)進行設(shè)置，如下圖所示：

在該配置面板中，處理器分配模式就是用來指定CPU的設(shè)置，可以將它選擇為手動模式，然后在后面選擇要分配的CPU內(nèi)核名稱即可。在實際應(yīng)用中，我們可以將按照執(zhí)行任務(wù)的耗時來劃分，將耗時比較多的任務(wù)單獨指定在一個CPU中，不同CPU中平衡分配任務(wù)，提升程序整體運行的速度。

六、并行循環(huán)

前面提到當兩個循環(huán)并行運行，它們之間沒有數(shù)據(jù)連線時LabVIEW會將它們劃分到兩個不同的線程中去執(zhí)行。那么當只有一個循環(huán)時，一般情況下，LabVIEW只會為此循環(huán)開辟一個線程來執(zhí)行，但是如果這個循環(huán)中的代碼本身就比較耗時，那么這段代碼的執(zhí)行效率就會十分低，如下圖所示：

上述示例中的這段代碼執(zhí)行一次需要859ms，屬于相當耗時的代碼了，它每次循環(huán)都需要經(jīng)過大量數(shù)學(xué)運算，對于這種循環(huán)，可以將它配置成并行運行模式，在循環(huán)上右鍵并選擇“配置循環(huán)并行”

選擇之后就會看到一個配置窗口：

首先我們需要先勾選“啟用循環(huán)迭代并行”，然后配置生成的并行循環(huán)實例數(shù)量，一般來說實例數(shù)最高設(shè)置成計算機的內(nèi)核總數(shù)量，設(shè)置數(shù)量超過計算機的內(nèi)核數(shù)量就沒有意義了，不會再繼續(xù)提高程序的運行速度。

上圖是將原先的示例改為并行循環(huán)并設(shè)置了8個線程之后的執(zhí)行情況，可以看到它的運行時間顯著減少，程序的執(zhí)行效率得到了很大的提升。

注意事項：

1、配置并行循環(huán)要求循環(huán)內(nèi)部的代碼不能依賴之前循環(huán)運算的結(jié)果（比如不能使用反饋節(jié)點和移位寄存器），因為如果程序依賴之前循環(huán)運算的結(jié)果就表明這個程序不能并行運行，必須強制迭代按順序執(zhí)行，如果強行配置為并行循環(huán)會導(dǎo)致VI報錯無法運行。

2、配置為并行循環(huán)的程序無法在循環(huán)內(nèi)部使用探針等調(diào)試手段，如果需要調(diào)試可以勾選配置循環(huán)并行面板中的“允許調(diào)試”，勾選之后它會強制所有并行的線程按照順序迭代，這樣會使并行運行的執(zhí)行效率降低到之前的單線程運行的水平，所以一般代碼調(diào)試完成后一定要記得取消此勾選項。

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七、內(nèi)容總結(jié) 1、明確LabVIEW單線程和多線程的概念； 2、了解LabVIEW自動多線程的相關(guān)知識； 3、熟悉LabVIEW執(zhí)行系統(tǒng)的相關(guān)知識； 4、掌握LabVIEW VI優(yōu)先級設(shè)置及其注意事項； 5、學(xué)習(xí)定時結(jié)構(gòu)和并行循環(huán)的使用及注意事項； ? 以上就是有關(guān)LabVIEW多線程編程第一章節(jié)的所有內(nèi)容啦，歡迎大家一起交流探討！下一章小編將會為大家?guī)鞮abVIEW多線程之間的數(shù)據(jù)傳遞相關(guān)的分享，敬請期待！ 編輯：黃飛

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