大量數(shù)據(jù)的內(nèi)存管理

注：也可使用記錄性能和內(nèi)存信息窗口，獲取和顯示VI執(zhí)行事件和內(nèi)存使用的數(shù)據(jù)。使用該窗口確定引發(fā)內(nèi)存問題的VI。

減少大量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)副本

LabVIEW是一種數(shù)據(jù)流語言，VI需要更多數(shù)據(jù)時（例如，數(shù)據(jù)連線分出兩條支路），LabVIEW會創(chuàng)建數(shù)據(jù)副本。大多數(shù)情況下LabVIEW能檢測是否需要創(chuàng)建一個新的副本，當不確定是否需要數(shù)據(jù)副本時，LabVIEW仍然會創(chuàng)建新的數(shù)據(jù)副本。

使用顯示緩沖區(qū)分配窗口確定LabVIEW分配內(nèi)存的位置。該窗口確定LabVIEW用于存放數(shù)據(jù)副本的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)。

請按照下列規(guī)范編寫程序，以減少LabVIEW創(chuàng)建的數(shù)據(jù)副本：

注：下列技巧中有些與良好的LabVIEW編程慣例不一致，這些技巧只在處理海量數(shù)據(jù)時使用。

• 使用占用資源較小的數(shù)據(jù)類型。例如，使用16位整型數(shù)據(jù)，而不是雙精度浮點數(shù)。
• 使用簡單數(shù)組。當從波形或動態(tài)數(shù)據(jù)提取數(shù)據(jù)數(shù)組時，LabVIEW會為數(shù)據(jù)建立額外副本。
• 創(chuàng)建大程序框圖。調(diào)用子VI時，LabVIEW會創(chuàng)建數(shù)據(jù)副本。
• 數(shù)據(jù)流經(jīng)子VI時，請確保所有程序框圖接線端均在條件結(jié)構(gòu)或循環(huán)之外。如接線端在條件結(jié)構(gòu)或循環(huán)中，LabVIEW將會產(chǎn)生越來越多的數(shù)據(jù)副本。
• 如請不要將數(shù)據(jù)連接至循環(huán)內(nèi)。如要將數(shù)據(jù)連入循環(huán)，可使用移位寄存器。LabVIEW只在第一次循環(huán)時復制一個數(shù)據(jù)副本。如使用隧道，每次循環(huán)時，LabVIEW都會創(chuàng)建數(shù)據(jù)副本。
• 如有可能，使用必須連接的輸入。產(chǎn)生默認值時，LabVIEW將會創(chuàng)建數(shù)據(jù)副本。
• 使用元素同址操作結(jié)構(gòu)，而不是平鋪式順序結(jié)構(gòu)。

提示：較新版本的LabVIEW比早期版本自動復制更多數(shù)據(jù)副本。版本越新，LabVIEW處理大量數(shù)據(jù)的功能就越好。

傳輸大量數(shù)據(jù)

如不能避免創(chuàng)建大量數(shù)據(jù)副本，可減少每個副本的大小。傳輸時，將大量數(shù)據(jù)分為若干部分，即數(shù)據(jù)塊策略。數(shù)據(jù)分塊時，LabVIEW創(chuàng)建的副本對內(nèi)存使用沒有負面影響。但是，這些副本對數(shù)據(jù)吞吐率還是有負面影響，所以，仍建議最小化這些副本。下例證明了這個概念。

需復制512 MB數(shù)據(jù)至磁盤。一次調(diào)用就可獲取所有數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)保存至磁盤。但是，即時將數(shù)據(jù)副本減少為1，仍需傳輸原始數(shù)據(jù)和一個數(shù)據(jù)副本。這意味著要向LabVIEW要求1 GB的內(nèi)存。更好的方法是建立一個循環(huán)，一次獲取500 KB的數(shù)據(jù)并流盤。內(nèi)存占用減少為1 MB，500 KB用于原始數(shù)據(jù)，500 KB用于數(shù)據(jù)副本，這在大多數(shù)計算機的內(nèi)存容量之內(nèi)。

優(yōu)點是節(jié)省了LabVIEW分配大量內(nèi)存所需的海量時間。在多數(shù)計算機上，250 MB數(shù)據(jù)的流盤時間不超過15秒。如按照其它方法，LabVIEW分配1 GB RAM的時間很可能超過15秒。

如將大量數(shù)據(jù)流盤或存儲在冗余磁盤陣列(RAID)中，也可不通過緩沖區(qū)傳輸數(shù)據(jù)，以減少數(shù)據(jù)副本，加快數(shù)據(jù)傳輸。如要禁用緩沖區(qū)，將TRUE值連接至打開/創(chuàng)建/替換文件函數(shù)的禁用緩存輸入端。

顯示大量數(shù)據(jù)

在許多交互式應(yīng)用程序中，唯一對數(shù)據(jù)進行的操作是顯示數(shù)據(jù)。顯示500萬個數(shù)據(jù)點超出了大多數(shù)顯示器的顯示能力。LabVIEW圖片的寬度一般在300-1000像素。500萬個點超過了波形圖實際顯示點數(shù)三個數(shù)量級。所以，需大量減少數(shù)據(jù)點。

例如，在圖形上看到精確至像素的大量數(shù)據(jù)。如一個500萬點緩沖區(qū)中有一個突波，繪制出的圖形應(yīng)該是一條水平線，上有一個一像素的突波。如果數(shù)據(jù)是一個正弦波，其周期數(shù)大于屏幕的像素寬度。圖形應(yīng)該是一個不間斷的頻帶，且無混疊。最大值最小值截取算法可解決上述兩個問題。

最大值最小值截取算法是在每個截取區(qū)間內(nèi)給出一個最大值和一個最小值，以截取部分數(shù)據(jù)。簡單截取使用每個截取區(qū)間的第一個數(shù)據(jù)點作為截取區(qū)間的數(shù)據(jù)點。簡單截取將會導致混疊，所以只能在時間緊迫，精度相對不重要的情況下使用該算法。

使用最大值最小值截取算法的第一步是確定圖形的像素寬度。使用圖形的繪圖區(qū):大小:寬度屬性，找到該項。每個像素寬度至少需兩個截取區(qū)間。將像素寬度乘以2，獲得區(qū)間數(shù)量，然后將數(shù)據(jù)除以區(qū)間數(shù)量，從而降低算法誤差。將數(shù)據(jù)長度除以這個數(shù)，向最近數(shù)取整。得到的是截取的數(shù)據(jù)塊大小。對于每個數(shù)據(jù)塊，找到最大和最小點，并將其按照在數(shù)據(jù)集合中的順序排列。不必擔心最后一個數(shù)據(jù)塊的數(shù)據(jù)點比其它數(shù)據(jù)塊的少。問題在于小于像素寬度，在屏幕上不可見。將所有最大值和最小值數(shù)據(jù)連接起來，然后繪制這些數(shù)據(jù)。屏幕上每個像素寬度上有四個點。這樣，即使有一個像素寬度的突波，周圍的像素也不會受影響。最大值最小值截取法保證了永遠可以看到數(shù)據(jù)的峰值，顯示高頻率正弦波產(chǎn)生的不間斷頻帶。繪制到圖形的數(shù)據(jù)較少，繪制的速度就更快。

在下圖中，如使用最大值最小值截取算法處理左邊的數(shù)據(jù)，LabVIEW將生成右邊的圖表。

存儲大量數(shù)據(jù)

使用隊列或數(shù)據(jù)值引用在內(nèi)存中存儲大量數(shù)據(jù)，而無需占用大量內(nèi)存。使用包含數(shù)據(jù)的單個元素創(chuàng)建一個隊列。要訪問數(shù)據(jù)時，可拆散隊列。這使程序的其它部分不能同步訪問某個數(shù)據(jù)。對數(shù)據(jù)操作完成后，將元素重新排入隊列。要傳遞的唯一對象是隊列的引用。傳遞隊列時，LabVIEW不創(chuàng)建額外的數(shù)據(jù)副本。給隊列命名后，可在任何時候使用獲取隊列函數(shù)獲取隊列引用。創(chuàng)建多個數(shù)據(jù)對象與創(chuàng)建多個隊列一樣容易。

還可使用數(shù)據(jù)值引用存儲數(shù)據(jù)，不創(chuàng)建額外數(shù)據(jù)備份。數(shù)據(jù)值引用比隊列速度更快，但是沒有超時選項。可為數(shù)據(jù)創(chuàng)建引用并傳遞引用，而不是傳遞數(shù)據(jù)至隊列。如要對數(shù)據(jù)進行操作，可使用元素同址操作結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)值引用寫入/讀取元素邊框節(jié)點接受數(shù)據(jù)值引用輸入，用戶可在元素同址操作結(jié)構(gòu)中操作數(shù)據(jù)并替換原內(nèi)存中的數(shù)據(jù)。

注：可在類屬性對話框的繼承頁上設(shè)置只有LabVIEW類的成員VI才可創(chuàng)建類的數(shù)據(jù)值引用。

也可使用功能全局變量在內(nèi)存中存儲大量數(shù)據(jù)。使用功能性全局變量，LabVIEW將在數(shù)據(jù)塊中保存和訪問數(shù)據(jù)。這樣，不需大量內(nèi)存就可以傳輸數(shù)據(jù)。未初始化的移位寄存器可用來保存數(shù)據(jù)。使用數(shù)組函數(shù)讀取、寫入和重新調(diào)整數(shù)據(jù)。數(shù)組函數(shù)按順序排列數(shù)據(jù)，不會創(chuàng)建數(shù)據(jù)副本。該方法通常比隊列方法慢。