成為L(zhǎng)abVIEW漏洞修復(fù)高手

如果您經(jīng)常使用NI LabVIEW軟件，當(dāng)軟件不能按照預(yù)期的情況運(yùn)行時(shí)，您可能會(huì)有一個(gè)自己的調(diào)試技巧和技術(shù)工具箱。 這些技巧和技術(shù)有些是常用的，而剩下的可能是您自己摸索出來的。

1.巧妙的調(diào)試方法能夠清除漏洞。 (Brian Searle攝）

我們與JKI的LabVIEW程序架構(gòu)師(Certified LabVIEW Architects, CLA)以及LabVIEW社區(qū)的朋友進(jìn)行了交流，向他們學(xué)習(xí)一些快速識(shí)別、隔離和修復(fù)漏洞的“絕密”技巧。我們了解到以下幾個(gè)巧妙的調(diào)試技巧。

利用探針

探針是LabVIEW調(diào)試的第一個(gè)也是最簡(jiǎn)單的工具，但它們卻是非常強(qiáng)大的工具。您可極其輕松地將探針置于線路上，在查找問題過程中不斷獲取信息。 以下是探針的幾個(gè)功能:

保存連線值功能

LabVIEW開發(fā)環(huán)境中的保存連線值功能經(jīng)常會(huì)被忽略。 當(dāng)您啟用某個(gè)VI的連線值保存功能時(shí)，LabVIEW將自動(dòng)存儲(chǔ)該VI框圖上每根連線的最后一個(gè)值。 然后，將光標(biāo)懸停在任一連線上，即使該VI未運(yùn)行，探針工具也將出現(xiàn)提示信，顯示該連線最后一個(gè)值。

圖2.保存連線值按鈕就在“燈泡”圖標(biāo)旁邊

自定義探針，無需編寫任何代碼

運(yùn)用LabVIEW自定義探針，您無需編寫任何代碼就可創(chuàng)建強(qiáng)大、復(fù)雜的調(diào)試工具。 例如，您可在“自定義探針”>>“控件”>> “波形圖”中創(chuàng)建顯示任意數(shù)字連線的先前值的“歷史探針”。 這可幫助您發(fā)現(xiàn)您正在探究的數(shù)據(jù)的模式或趨勢(shì)，而無需編寫特殊的探針代碼。

圖3. 使用波形圖探針顯示簡(jiǎn)單數(shù)字連線的歷史值

從LabVIEW工具網(wǎng)絡(luò)獲取自定義探針

借用他人創(chuàng)建的探針來擴(kuò)展您的工具箱。 SAPHIR在LabVIEW工具網(wǎng)絡(luò)上提供了一系列免費(fèi)的自定義LabVIEW探針。 您只需下載安裝VI軟件包管理器 (VIPM)社區(qū)版（也是免費(fèi)的）、搜索ViBox，再通過幾次單擊就可安裝探針。

如果您正在使用LabVIEW 2011，您還可通過單擊LabVIEW入門指南窗口的“查找LabVIEW附加工具...”從LabVIEW工具網(wǎng)絡(luò)上獲取ViBox。

圖4.使用VIPM安裝SAPHIR自定義探針

調(diào)用時(shí)掛起

許多LabVIEW程序架構(gòu)師甚至不知道LabVIEW具備該項(xiàng)功能。“調(diào)用時(shí)掛起”功能可將執(zhí)行掛起，使您可以進(jìn)行以下任一或所有操作：

在VI運(yùn)行之前隨意更改VI的控件值。
VI返回調(diào)用程序時(shí)隨意更改顯示件的值。
重復(fù)運(yùn)行VI，而無需將執(zhí)行返回至調(diào)用程序。
完全跳過VI執(zhí)行，返回至調(diào)用VI。

圖 5. 在子VI節(jié)點(diǎn)設(shè)置窗口中，選擇“調(diào)用時(shí)掛起”功能

對(duì)于調(diào)用時(shí)掛起功能，NI做了簡(jiǎn)要說明，見此處。 然而，熟悉該功能的最佳方法還是親自動(dòng)手實(shí)踐。

未連線的前面板控件和顯示件

為FIRST（崇尚發(fā)揚(yáng)科學(xué)技術(shù)）機(jī)器人競(jìng)賽團(tuán)隊(duì)推薦了一項(xiàng)技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)對(duì)于專業(yè)的LabVIEW開發(fā)人員也非常有用

Ben建議在VI中添加前面板控件或顯示控件，但并不與連線板連接。 這些控件和顯示件與“調(diào)試”輸入或輸出工作方式類似，您可在測(cè)試時(shí)對(duì)其進(jìn)行手動(dòng)控制。 這可使您更容易在應(yīng)用中生成偶然或極端事件，而無需繁多的支持或仿真代碼的寫入。

您還可以在已建應(yīng)用程序中使用這些調(diào)試控件和顯示件，前提是LabVIEW應(yīng)用程序生成器包含了VI前面板。

參閱LVMastery.com上的介紹，進(jìn)一步了解Ben建議的調(diào)試子VI。

執(zhí)行跟蹤

如果其他方法都失敗的情況下，有時(shí)您所能做的只有逐步跟蹤代碼。 遇到此類問題時(shí)，您可通過幾種方法在LabVIEW內(nèi)進(jìn)行執(zhí)行跟蹤。

最明顯的方法是使用LabVIEW中內(nèi)置的“高亮顯示執(zhí)行”功能，也稱為“燈泡”。 如果說探針是LabVIEW調(diào)試的首要工具，燈泡則位列第二。 但是，如果碰到復(fù)雜或是時(shí)間相關(guān)的漏洞，您則可選擇其他更有效的工具。

圖6. 執(zhí)行跟蹤功能比燈泡功能更多

跟蹤磁盤或內(nèi)存

啟動(dòng)執(zhí)行跟蹤的一個(gè)簡(jiǎn)單方法是在其中一個(gè)子VI中記錄一個(gè)連線值。 您可編寫一個(gè)簡(jiǎn)單的VI，將該值記錄到文件中，或甚至可創(chuàng)建一個(gè)自定義探針來顯示連線的歷史值。 通常通過這樣一個(gè)簡(jiǎn)單的跟蹤您就可收集足夠的信息來幫助您找到漏洞的原因。

NI LabVIEW桌面執(zhí)行跟蹤工具包

如果要調(diào)試一個(gè)大型的高度并行應(yīng)用程序，則包含NI開發(fā)者套件 2011的LabVIEW桌面執(zhí)行跟蹤工具包就是您進(jìn)行LabVIEW代碼分析的“利器”。 它可提供關(guān)于正在運(yùn)行的應(yīng)用程序的各種信息，包括詳細(xì)的內(nèi)存分配和再分配、事件生成、由代碼定義的自定義信息。 Austin LabVIEW程序架構(gòu)師論壇的創(chuàng)建人之一Fabiola De la Cueva指出該工具包可用于調(diào)試已崩潰的應(yīng)用程序，因?yàn)樗仟?dú)立于LabVIEW之外運(yùn)行的。

圖7. 手動(dòng)執(zhí)行追蹤具有風(fēng)險(xiǎn)（圖片采自O(shè)liver Widder）

專業(yè)的LabVIEW開發(fā)人員很慶幸，因?yàn)長(zhǎng)abVIEW桌面執(zhí)行跟蹤工具包已包含在NI開發(fā)者套件2011之中，不會(huì)產(chǎn)生額外的費(fèi)用。

單元測(cè)試

測(cè)試驅(qū)動(dòng)開發(fā)(TDD) 是一種軟件工程技術(shù)，可幫助您從頭創(chuàng)建更好的代碼，同時(shí)它也是幫助您調(diào)試現(xiàn)有代碼的一個(gè)有效工具。

在TDD中，當(dāng)您發(fā)現(xiàn)應(yīng)用程序存在漏洞時(shí)，調(diào)試流程的第一個(gè)步驟就是創(chuàng)建一個(gè)可重現(xiàn)漏洞并導(dǎo)致測(cè)試失敗的單元測(cè)試。只有到那時(shí)候，您才確實(shí)可以開始嘗試修復(fù)問題。 如果單元測(cè)試通過，則表明您已清除了該漏洞。

圖8. 你在哪里測(cè)試代碼？

這種漏洞修復(fù)方法需要費(fèi)點(diǎn)時(shí)間，但是相比其他較不精確的方法，它具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

單元測(cè)試具有可追溯性，可完整顯示漏洞的發(fā)生過程以及您如何將漏洞隔離
您或其他開發(fā)者可隨時(shí)輕松驗(yàn)證或重新驗(yàn)證您的修復(fù)，而無需記住激活漏洞的詳細(xì)信息。
單元測(cè)試可在您的項(xiàng)目中與其他測(cè)試一起自動(dòng)執(zhí)行，因此漏洞如果再次出現(xiàn)，您可以立即知曉。

針對(duì)單元測(cè)試有兩個(gè)主要的LabVIEW附加工具，TDD方法可以與另一個(gè)一同使用。 查看JKI的免費(fèi)VI測(cè)試儀LabVIEW附加工具或參閱Eli Kerry的LabVIEW軟件工程指南，進(jìn)一步解LabVIEW單元測(cè)試框架工具包，它已包含在NI開發(fā)者套件之內(nèi)。