可重入VI的两种数据空间分配方式

新版本的LabVIEW在设置VI为可重入时,还有两个选项:“为每个实例预分配空间”和“让各个实例间共享空间”:

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“为每个实例预分配空间”是旧版本LabVIEW(8.6之前)设置可重入VI时的唯一选项。它是指程序在运行前,编译的时候就为每个可重入VI的实例分配好各自的数据空间。比如说这个子VI被主VI在3处不同的地方调用了,那么就分配3份数据副本给它。但是,这种分配数据空间的方式有两个主要的问题。

其一,很多时候程序运行前不能预期会有几处调用到了这一个可重入子VI,比如递归算法就是如此。递归每迭代一次,就需要生成一个新的递归VI的实例。而递归的深度与输入数据有关,在程序运行时才能确定,因此无法预先得知应当分配多少个副本数据空间,也就没法设置为这种模式。

其二,这种设置方式控件效率太低。假设一个可重入VI A,它在主VI中有三处被调用,分别是实例1、2、3。假设程序总共运行3秒,第0秒运行实例1;第1秒运行实例2;第2秒运行实例3。在这个程序整个运行时间内,始终为可重入VI A开辟了三份数据空间,但是每份数据空间都只被使用了很短一段时间,其余时间都没被用到。若是能够重复利用它们,程序可以节约不少内存。

为了解决以上两点问题,LabVIEW又新添了一种为可重入VI 分配数据空间的方式:“让各个实例间共享空间”。个人觉得这个名称起的很不好,它容易让人误解为:只为可重入VI分配一份数据空间,然后它所有的实例都是用着份数据空间。实际情况当然不是这样的,否则就无法保证可重入VI功能的正确性了。

事实上,采用“让各个实例间共享空间”时,每个可重入VI 的实例让然会有它自己独立的数据空间。程序在逻辑功能上与“为每个实例预分配空间”的方式没有任何区别。唯一的不同在于,数据空间并不是程序一起动就分配好了的,而是只有当一个实例VI被运行到的时候,才为它分配数据空间,而这个实例VI运行结束后,它的数据空间就又被回收回去了。两个同时运行的实例VI是绝对不会共享同一个数据空间的;两个不同时运行的实例VI倒是可以分享同一片数据空间,这已是名称中“共享”的由来。

还是以上文的可重入VI A为例,若它被设置为“让各个实例间共享空间”,程序开始时,只需要为可重入VI A准备一份数据空间,供实例1使用;程序第1秒的时候,实例1运行结束,它的数据空间被收回,因此实例2还可以继续使用这份数据空间;第2秒时,轮到实例3继续使用者份数据空间。若我们改变一下应用程序的逻辑,把实例3在第2.5秒的时候就运行起来,由于原有的一份数据空间还在被实例2所使用,它不能再分配给实例3,这时候,LabVIEW就会为可重入VI A再开辟一份数据空间,供实例3使用。

“让各个实例间共享空间”的设置虽然提高的程序的空间效率,但它并非只有有点,因为数据空间的开辟回收都是需要时间的。因此它实际上是以牺牲时间效率为代价来换取空间效率的提高。

对于一个可重入VI,如果它在应用程序中被调用的地方并不是很多,或者它的各个实例常常会同时运行的,那么就应该把它设为“为每个实例预分配空间”;反之,这个可重入VI会被应用程序频繁的调用,而且每个实例运行的时间都很短,它们的运行时间不大可能会有重叠,就应当把它设置为“让各个实例间共享空间”。用于递归调用时,必须使用“让各个实例间共享空间”方式。

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