使用过常规C语言的朋友都知道,C允许编程者,申请内存,再分配内存和释放内存,这为编程者提供了极大的方便的同时,也造成了非常多的隐患,可以说,C程序的运行中许多莫名其妙的错误都和内存泄露有关.程序可能连续运行几个小时没有任何问题,但突然就发生错误,对于一个比较复杂的程序,追踪内存泄露非常困 难,经常要借用第三方的专门的内存分析工具.
      C的内存错误最多的是两种情况:

1.数组越界:
      int Array[10];//系统自动分配10*4BYTE的空间
      for(int i=0;i<100;i++) Array[i]=i;  //写入前10个元素时没有问题,超过10个,C会继续向连续的内存空间写数据
      如果该内存空间无用,没有问题.如果这段内存空间被系统或者其它应用程序占用,错误的写入可能会导致系统崩溃,经常提示的是发生意外错误,比较新的操作系统一般不会崩溃,会提示内存写错误,应用程序退出.2.分配内存没有释放(内存泄露)

      int *p;//定义整型指针

      p=(int *)malloc(100*sizeof(int)); //申请100*4个字节的内存

      if(p==NULL)  //系统无法分配,退出程序

      {

       return (errro);

       }

      free(p);  //释放申请的内存空间  如果没有这个语句,重复调用这段程序,导致占用的内存空间越来越多.

      labview则完全不同,它的内存分配是由LV的内存管理器自动完成的,因此不存在用户内存释放的问题,也不存在数组越界的问题,既然如此,讨论LV的内存管理有意义吗?

      答案是:非常重要.经常有人抱怨,LV的运行速度缓慢,性能很差,这里主要的原因都是内存使用不当的原因.

       LV随时都在不断地进行内存分配,再分配和释放的工作,只不过这些工作是由LV内存管理器自动进行的,对用户来说是在后台进行的,是不受用户控制的.同时,内存管理器的工作是非常繁重和缓慢的,它的大量无意义的工作将会导致程序运行效率的急剧下降.

      改进LV内存使用的最好办法是良好的编程风格.

一个VI占用的内存空间分成四个部分.
1.PANEL                   前面板
2.BLOCK DIAGRAM           程序框图
3.CODE SPACE              代码空间
4.DATA SPACE              数据空间

代码空间指的是框图编译后形成的机器码所占的空间.
数据空间包括前面板控制器和指示器的值和默认值,常量和动态定义的数据.
当打开一个VI的时候,面板空间,代码空间和数据空间载入内存,该VI的子VI的代码空间和数据空间载入内存.
如果选择显示程序框图,则程序框图空间也载入内存.

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      可以看出,当打开一个VI时,LV只载入需要的部分,自VI只载入代码空间和数据空间.所以不必要考虑子VI的前面板和程序框图.如上图,如果把主VI的 部分分成多个SUBVI,可以有效地节约内存的使用.因为SUBVI一方面不再需要前面板和程序框图,只有代码空间和数据空间载入内存,并且在需要的时 候,LV可以收回数据空间内存并重新利用.当我们打开一个非常大的,包含很少SUBVI的程序,速度会非常缓慢,相反,一个很大的包含很多的SUBVI的 程序打开速度非常快,就是这个原因.
     
      当我们编写VI的时候经常要查看它的内存使用情况,有几种方法:

一.通过ABOUT对话框,可以查到操作系统为LV分配的全部内存.全部内存包括打开的VI占用的和LV本身占用的.在打开LV之后,记录下这个值(LV 本身占用的),然后编辑你的VI,再查看ABOUT对话框,他们的差就是你的VI占用的内存,这个方法可以大概估计您的VI的内存使用情况
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二:通过FILE菜单中的show vi property(CTRL+I)来查看当前VI的内存使用情况.
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三.通过Profile Window 来查看.
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总结以上内容,得出几个要点:
.因为LV控制内存管理,因此很难知道LV的内存是如何分配的.
.良好的编程风格会改进LV的内存使用情况.
.VI的内存使用分成PANEL,BLOCK,CODE,DATA四部分.

下面的部分详细分析这四部分的内存是如何使用的.


首先看看PANEL和BLOCK,这两个部分是占用内存的主要部分.

      前面板主要是由控制器(control)和指示器(indicator)组成的,每个控制器和指示器都有自己的数据拷贝,在编辑的情况下我们可以随意更改 控制器和指示器的值,即使他们通过数据流连在一起,只要不运行,指示器没有新的数据流到来,它始终保持原来的值.控制器和指示器的数据拷贝称作操作数据, 因为只用通过具体操作才能改变它的值,框图的中的数据(数据流)称作执行数据,因为只有VI运行时候才起作用.可以理解成连线上的数据.

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      对于一个不显示的子VI是不存在操作数据的,如果打开了SUBVI的前面板,则包含的控制器和指示器的操作数据.

在下面的情况下,将包括操作数据.
.前面板打开.
.框图程序使用的属性节点,导致前面板载入内存,可能不显示,但是存在.
.局部变量读写了控制器和指示器.
.设置了VI属性,OPEN WHEN CALLED.

      对于BLOCK的operate数据只有在BLOCK显示的情况下才发生,编译成执行文件时可以不考虑.

      代码空间,包括所有子VI的代码空间在主VI载入内存时,一起载入,并长期存在,它包含的是框图编译形成的机器码.

      子VI的代码空间一般比较小,但是当几百个以上的SUBVI时,这个内存占用就不能不考虑了,当你执行主VI时候,不管这段代码是否有用,它都是一直存在的.

      如果是通过VI服务器动态调用的SUBVI,那代码空间是否载入,何时载入,取决于用户了.所以使用动态调用的方法可以有效地节约内存,但是同时如果经常重复调用,将影响到运行速度,节约内存是以牺牲速度为代价的.
     
      LV内存管理是自动的,但并不是完全不可干预的,通过研究它的基本运行规则加上我们良好的编程风格,就可以提高使用效率.

      看一些实际的例子.
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      因为循环计数端子数据类型是I32,占四个字节,所以1000个数据占4K字节,从循环流出的数据占数据空间4K,
      最上面的图是数组索引,是读的操作,对数据流上的数据不做任何改变,所以不需要分配新的内存,而是重用了内存.而下面的图是替换数组元素.替换后数组将发 生变化,因为3个并行的替换是独立的,没有先后次序,所以LV不得不为2,3处分配额外的4K+4K字节,加上循环后分配的4K字节,这样1,2,3处就 一共占用了12K.
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该图可能有误
      这个图中,替换是要改写数据的,索引是不需要改写的,如果替换先执行,则必须为索引部分重新分配4K内存,避免因数据改动读回错误的数据.LV的内存管理器是非常智能化的,因此,它会先执行索引操作,然后在执行替换操作,这样就重用了4K内存,因此占用数据空间还是4K.
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      这两个框图的功能是完全一样的,但是数据空间内存占有量是完全不同的.LV内存重用它首先选择从上到下的方式,
      循环中随机数的数据类型是DOUBLE,8个字节,因此数据流出8K,1.2加上指示器的操作数据共24K,
     下面的图中,在ADD的过程,它首先试图选择1的重用,但是1在乘法的输入需要,所以无法重用,因此在3处又占用了8K的字节,令人感到疑惑的是它为什么不重用2的内存那,因为它首先选的是上面的1,可见,LV的内存管理器也不是万能的.
      既然LV首先选择上面的重用,那上图的字节应该是8K+8K+8K=24K啊,它为什么用的是16K那,这是另外一个原则,因为最上面的是标量,而运算结果是数组,显然标量是无法重用成数组的,因此,它选择了下面的数组输出来重用.8K+8K(指示器)=16K
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      从上面的图可以看出,未连接的输出并不占内存空间,因为未连接的输出没有后续的数据需要流动,所以LV并不为其分配内存.

      SUBVI中的默认值也是内存空间占用比较大的,尤其是数组和字符串,它会在VI内部保持它的默认值,并随着VI一起保存在磁盘中,当然,设定默认值对子VI的调试非常有好处,如果测试完毕,不需要子VI的默认值,记住要清理掉.

      还有一些主要是涉及数据类型转换的问题,结合数据类型再分析.
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