LabVIEW——北方客栈

2011年9月25日，第一稿

    生产者／消费者设计模式是利用LabVIEW图形化语言中的队列操作函数、While循环、Case结构、事件结构等组合构成。

    生产者／消费者设计模式是一种多循环的并行处理结构。生产者循环负责信息的提供，而消费者循环则负责信息的处理。因二者工作在不同的循环内（生产者循环、消费者循环）并采用队列的消息（数据）处理方式，所以不会发生消息（数据）丢失的情况。

    本节我们先讨论：生产者／消费者（事件）设计模式。

    在我们此前所接触到的循环结构一般都是单循环结构。比如在数据采集处理中较常见的结构参见下图所示。

    在上图所示的例程中，数据在单While循环中被读出、分析、处理。如果分析处理过于复杂可能会导致处理时间过长，将会影响到采集数据的速度。

    为了解决这个问题，人们创建了一种被称为：生产者／消费者的结构。其原理示意图参见下图［15］。

    这里利用了两个While循环和队列操作函数等构成生产者／消费者结构。依据前端数据源的数据类型，生产者循环产生数据；而消费者循环负责处理数据。由于每个循环只做自己的事情，所以相互之间并不会发生影响。
    生产者循环不产生数据，消费者循环则不运行。实际上，生产者循环不断的产生数据送入缓存器，而消费者循环则从缓存器中不断的读出数据。这里队列起到了重要的作用。

    获得生产者／消费者（事件）的设计模式很简单，在LabVIEW的启动界面选择：
》基于模板的VI...或更多...
》新建
》基于模板
》框架
》设计模式
》生产者／消费者设计模式（事件）
参见下图。

    在前面的8.4节中我们曾经谈到过，事件处理方式非常适合GUI的设计，同时我们还建议在事件处理机制上避免使用复杂的、时间较长的事件处理步骤（避免事件产生堆积）。现在我们无需担心这样的情况还会发生，使用生产者／消费者（事件）设计模式可以解决这样的问题。因为它的事件处理方式是在不同的循环下异步进行的。

    鼠标双击上图中的“生产者／消费者设计模式（事件）”我们就可以看到它的图形化代码，参见下图所示。

    这样一个带有生产者／消费者事件结构的设计模式就可以响应处理GUI事件，并进行异步处理，并不会产生事件的堆积。
    下面我们看一个例子，这个例子表明采用生产者／消费者（事件）结构不会发生数据丢失［22］。

    另外的一个例子是利用生产者／消费者（事件）响应键盘输入。该例同样来自于NI开发者社区。

    使用生产者／消费者（事件）的另一个例子同样也是来自NI的开发者社区，利用变体数据实现多种数据类型的入队列。
    作者：WesP
    由于队列函数自身的限制入队列的数据类型是唯一的，也就是说入队列的数据类型必须预先明确定义。我们可以使用变体数据实现入队列数据类型的选择。参见下图。

    对于用户GUI事件处理我们依然可以使用事件—队列状态机的结构。这个例子完全可以在自己的应用程序中使用。事件源由我们根据程序需要来进行设定，参见下面的例子所示。

    在学习LabVIEW图形化编程语言中，最重要的学习方法就是模仿（套用），所以善于模仿他人的佳作是我们学习过程的一个捷径。当然，如果你的功力强大对于这些结构略加修改就可以在实际应用中使用。甚至发布你的佳作供他人使用。