LabVIEW中的引用、属性节点、局部变量全局变量等的区别

最近想深入学习LabVIEW，对于控件的使用上遇到了选择上的问题，如何合理的使用控件引用、属性节点、局部变量全局变量等，结合帮助文档和网上资料，总结如下：

1、全局变量和局部变量

局部变量和全局变量是内存数值操作，属性节点是对控件值的属性进行的操作。理论上，变量的效率比属性节点高。局部变量的作用域是整个VI，它用于在单个VI中传输数据；全局变量的作用域是整台计算机，它主要用于多个VI之间共享数据。

但在实际写程序中，大量全局变量的应用和不必要的局部变量会拖慢程序的性能和可读性，并且一般使用变量的时候有很大的随意性，导致后期维护的难度增加，牵一发而动全身，改变了一次赋值后要挨个去找这个变量的影响应用范围。再者，根据实际经验，全局变量在多层VI嵌套之后再赋值，另个一VI或同VI中其他循环对数据进行轮询，会出现两者不同步的现象，原因可能有循环的时间间隔不同，内存相应时间不同等，尤其是在通讯数据处理过程中，隐藏了很大的BUG。以下为官方帮助文档内容

谨慎使用局部变量和全局变量：

局部和全局变量是高级的LabVIEW概念。它们不是LabVIEW数据流执行模型中固有的部分。使用局部变量和全局变量时，程序框图可能会变得难以阅读，因此需谨慎使用。错误地使用局部变量和全局变量，如将其取代连线板或用其访问顺序结构中每一帧中的数值，可能在VI中导致不可预期的行为。滥用局部变量和全局变量，如用来避免程序框图间的过长连线或取代数据流，将会降低执行速度。

局部变量和全局变量的初始化：

如需对一个本地或全局变量进行初始化，应在VI运行前将已知值写入变量。否则变量可能含有导致VI发生错误行为的数据。如变量的初始值基于一个计算结果，则应确保LabVIEW在读取该变量前先将初始值写入变量。将写入操作与VI的其它部分并行可能导致竞争状态。

要使变量初始化在VI其他部分执行之前完成，可将把初始值写入变量的这部分代码单独放在顺序结构的第一帧。也可将这部分代码放在一个子VI中，通过连线使该子VI在程序框图的数据流中第一个执行。

如在VI第一次读取变量之前，没有将变量初始化，则变量含有的是相应的前面板对象的默认值。

竞争状态：

两段或更多代码并行执行并访问同一部分内存时会引发竞争状态。如果代码是相互独立的，就无法判断LabVIEW按照何种顺序访问共享资源。

竞争状态会引起不可预期的结果。例如，两段独立的代码访问同一个队列，但是用户未控制LabVIEW访问队列的顺序，这种情况下会引发竞争状态。

竞争状态随着程序运行的时间因素而改变，因此具有一定的危险性。操作系统、LabVIEW版本和系统中其他软件的改变均会引起竞争状态。

如改动了VI的时间要素（例如，更新操作系统或LabVIEW版本），请检查访问同一部分数据的并行代码，并使用定时条件来控制哪一部分代码首先执行。

使用局部变量和全局变量时的竞争状态：

对同一个存储数据进行一个以上更新动作均会造成竞争状态，但是竞争状态通常在使用局部变量和全局变量或外部文件时出现。以下程序框图显示了一个局部变量造成竞争状态的范例。

该VI的输出，即本地变量x的值取决于首先执行的运算。因为每个运行都把不同的值写入x，所以无法确定结果是7，还是3。在一些编程语言中，由上至下的数据流模式保证了执行顺序。在LabVIEW中，可使用连线实现变量的多种运算，从而避免竞争状态。下列程序框图通过连线而不是局部变量执行了加运算。

提示:  如必须在局部变量或全局变量上执行一个以上操作，则应确保各项操作按顺序执行。

如两个操作同时更新一个全局变量，也会发生竞争状态。如要更新全局变量，需先读取值，然后修改，再将其写回原来的位置。当第一个操作进行了读取－修改－写入操作，然后才开始第二个操作时，输出结果是正确的，可预知的。第一个操作读取值，然后第二个操作读取值，则两个操作都修改和写入了一个值。这样操作造成了读取－修改－写入竞争状态，会产生非法值或丢失值。

要避免全局变量引起的竞态，可使用功能全局变量（高级应用暂不介绍）保护访问变量操作的关键代码。使用一个功能全局变量而不是多个本地或全局变量可确保每次只执行一个运算，从而避免运算冲突或数据赋值冲突。

使用局部变量时应考虑内存：

局部变量复制数据缓冲区的数据。从一个局部变量读取数据时，便为相关控件的数据创建了一个新的缓冲区。

如使用局部变量将大量数据从程序框图上的某个地方传递到另一个地方，通常会使用更多的内存，最终导致执行速度比使用连线来传递数据更慢。如在执行期间需要存储数据，可考虑使用移位寄存器。

使用全局变量时应考虑内存：

从一个全局变量读取数据时，LabVIEW将创建一个数据的副本，保存于该全局变量中。

操作大型数组和字符串时，将占用相当多的时间和内存来操作全局变量。操作数组时使用全局变量尤为低效，原因在于即使只修改数组中的某个元素，LabVIEW仍对整个数组进行保存和修改。如一个应用程序中的不同位置同时读取某个全局变量，则将为该变量创建多个内存缓冲区，从而导致执行效率和性能降低。

2、属性节点

获取（读取）和/或设置（写入）引用的属性。通过属性节点对本地或远程应用程序实例、VI或对象获取或设置属性和方法也可通过属性节点访问LabVIEW类的私有数据。

属性节点可自动调整为用户所引用的对象的类。LabVIEW的属性节点可访问XML属性、VISA属性、.NET属性和ActiveX属性。

连线引用句柄至引用输入端可指定执行该属性的类。例如，要指定的类是VI类、通用类或应用程序类，可连线VI、VI对象或应用程序引用至引用输入端。节点将自动调整为相应的类。此外，也可右击节点，在快捷菜单中选择类。

可将LabVIEW类连接至属性节点的引用输入。如该LabVIEW类拥有属性节点可用的访问器VI，可通过属性节点读取或写入访问器。

属性节点在Labview中是一个很重要的概念，属性节点用于访问控件的属性，例如需要改变控件在前面板的大小，运行时候的状态等都需要通过属性节点来进行操作，与引用结合起来讲就是属性节点可以设置引用的属性。Labview的属性节点功能强大，不同的控件有不同的引用，这些不同的引用都可以通过各自的属性节点来进行设置，但需要注意的是，属性节点的执行效率比较低，甚至比全局变量的效率还要低，所以NI一般建议少用属性节点。

3、控件引用

在Labview中称为引用句柄，在Windows编程中，引用句柄指的是指向指针的指针，换句话说，引用句柄保存的是其他一些数据类型的地址，例如窗口句柄。在Labview中，控件的引用句柄指的也是指向特定数据类型的指针，在Labview中，控件的引用句柄是长度为四个字节，引用句柄不但能够表示控件的类型，还与空间一一对应，这是通过句柄的编号来实现的，引用句柄自身未代表任何空间，但是通过引用句柄指向特定的实例后，就可以操作具体的控件了，简单的理解就是通过对引用句柄的操作，可以改变控件的属性参数。

参考资料：

（1）https://www.cnblogs.com/yuexinzheng1989/p/4443048.html

（2）NI官方帮助文档