LabVIEW程序設計模式(五)—生產者/消費者模式(4)
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如圖 37所示，將整個過程與供水系統進行類比，在數據產生/采集端（供水局）產生數據后，并不直接向終端用戶供水，因為前者產生水的速率與后者消耗水的速率并不相同。此時需要建造蓄水池將供水局產生的水放入到蓄水池中，同理獲取的數據也放入該緩沖區中。當終端用戶需要用水時，直接從蓄水池中獲取就可以了，同理在進行數據顯示和分析時直接從數據緩沖區中獲取就可以了。
圖 37 生產者/消費者模型
當然，上面的模型也會存在一個問題：數據緩沖區/蓄水池的容量？假定供水局不停地產生自來水，而終端用戶卻不消耗水，這樣便會導致蓄水池裝滿而溢出。反之當終端用戶耗水量太大時，導致沒有水可用。LabVIEW中的隊列函數提供了一種很好的方式規避了這個問題，由于隊列中的元素是“先進先出”的，因此確保了接收到的數據是有序的。在LabVIEW的隊列操作中（入列和出列函數），提供了timeout選項以處理數據緩沖區的溢出或不足。當數據溢出時，入列函數（數據進入隊列）將停止發送數據（處于等待狀態），直到緩沖區存在數據空間或者達到了timeout設置的時間；而當數據不足時，出列函數（數據流出隊列）將停止接收數據（處于等到狀態），直到緩沖區進入了新的數據或者達到了timeout設置的時間。
【應用6】
本例將演示生產者/消費者循環的一些基本特性和隊列操作的特點。如圖 38所示，生產者與消費者之間傳遞的數據是一個連續的sine波形，二者靠大小為20個點的緩沖區連接。右下角是“停止”按鈕，用戶控制程序的停止執行。例程提供了操作方式控件控制生產者和消費者的數據傳遞速率，包含五種狀態：不生產，只消費、生成快于消費、生成速率等于消費速率、生成慢于消費、只生產，不消費。
圖 38 生產者/消費者例程的前面板
圖 39所示為生產者/消費者例程的背面板，代碼由3個循環組成，依上而下分別是生產者循環（產生sine數據）、消費者循環（獲取sine數據）和狀態循環（獲得緩存區中數據的數據量）。例程假定正常的數據發送和接收的速率是延時50ms，當需要某一段的速率減慢時需要將循環的延時設置為100ms。
例程將入列和出列函數的timeout設置為-1，表示如果沒有滿足條件進行入列和出列操作，循環將處于持續等待狀態。在新建隊列時，設置了緩沖區的大小是20個元素（圖中的紅色圓圈內）。最下面的循環是為了實時查看隊列緩沖區中存儲的元素數量。
圖 39 生產者/消費者例程的背面板
運行該VI，默認的操作方式是“生產速率等于消費速率”，從圖 40中可以看出生產者循環和消費者循環的數據是同步的，此時緩沖區內沒有數據，也就是說產生的數據都被實時地消耗了。
圖 40 生產速率等于消費速率
如果再將操作方式設置為“生成快于消費”，可以看出數據緩沖區內將逐漸變滿并保持為20個元素。此時生產者的波形將會比消費者多20個數據點（這些點保存在數據緩沖區中），如圖 41所示。
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