高级模式与特性

目录

  1. 内置的错误处理机制
    1. 工作原理
    2. 错误类型
    3. 全局错误处理
  2. 系统级模块
    1. 命名规则
    2. 典型场景
  3. 子模块
    1. 应用场景
  4. 工作者模式
    1. 核心概念
    2. 工作原理
    3. 使用方式
    4. 典型场景
    5. 实现步骤
    6. 注意事项
  5. 责任链模式
    1. 核心概念
    2. 工作原理
    3. 使用方式
    4. 典型场景
    5. 实现步骤
    6. 与工作者模式的区别
  6. 多循环模式支持
    1. 应用场景
    2. 核心API
      1. CSM - Request CSM to Post Message.vi
      2. CSM - Request CSM to Broadcast Status Change.vi
      3. CSM - Forward UI Operations to CSM.vi
      4. CSM - Module Turns Invalid.vi
    3. 设计模式
  7. 总结

本文介绍CSM的高级特性：错误处理、系统级模块、子模块、工作者模式、责任链模式和多循环支持。

查看高级模式的详细API文档，请参考 高级模式API参考

内置的错误处理机制

CSM模块发生错误时会自动广播Error Occurred状态，订阅了该状态的模块可以收到通知并处理。

工作原理

  1. 错误通过错误线传递到Parse State Queue++ VI
  2. 模块自动转入Error Handler状态
  3. 通过Error Occurred广播发送错误信息
  4. 订阅该广播的模块收到通知并处理

错误类型

  • Critical Error: 框架层面的严重错误（如模块名重复），模块会停止运行
  • No Target Error: 目标模块为空
  • Target Error: 目标模块不存在
  • Target Timeout Error: 同步消息超时未响应
  • Unhandled State Error: 未定义的状态

全局错误处理

在主程序中订阅所有模块的错误广播：

Error Occurred@* >> Error Handler -><register>

这样任何模块的错误都会触发主程序的Error Handler统一处理，适合全局日志记录、错误提示和恢复策略。

参考范例：全局错误处理机制示例

系统级模块

系统级模块用于实现后台服务，名称以.开头，默认不会被CSM - List Modules.vi列出。这样可以将后台服务（日志、调度等）与业务模块分离。

命名规则

名称以.开头，例如：.MainApp、.BackgroundTask、.Logger、.TCPDispatcher。

使用CSM - Mark As System-Level Module.vi生成，或直接在名称前加.。其他功能与普通模块完全相同。

典型场景

将主程序命名为.MainApp，退出时使用：

Macro: Exit -> CSM - List Modules VI的结果

这样只退出业务模块，不影响主程序。

参考范例：系统级模块

子模块

通过名称中的.实现逻辑分组。ModuleA和ModuleA.SubmoduleB是两个独立模块，没有特殊依赖关系，只是命名上的约定。使用CSM - List Submodules.vi可以获取某个前缀下的所有模块。

应用场景

  1. 逻辑分组: UI.MainWindow、UI.SettingsDialog
  2. 虚拟分组: DAQ.Channel1、DAQ.Channel2（父模块可不存在）
  3. 功能模块化: System.Logger、System.Config

可与高级模式结合：.System.Logger、Worker.Task#、Chain.Handler$1。

工作者模式

通过实例化多个相同模块并共享消息队列，实现并发处理。适合并行处理大量相似任务的场景。

核心概念

  • Worker Agent: 外部看到的模块名，如Downloader
  • Worker: 实际的实例，如Downloader#59703F3AD837、Downloader#106A470BA5EC

工作原理

  1. 名称后添加#，框架为每个实例生成唯一标识
  2. 所有Worker共享同一个消息队列
  3. 空闲的Worker从队列中获取消息处理
  4. 外部只需与Worker Agent通讯，无需关心具体Worker数量

使用方式 

// 申请名称为 module#，实例化2个Worker
// 实际名称：module#59703F3AD837、module#106A470BA5EC

// 发送消息只需使用Worker Agent名称
API: DoTask >> arguments -@ module  // 空闲Worker处理同步消息
API: DoTask >> arguments -> module   // 空闲Worker处理异步消息

典型场景

  1. 并发服务（10086客服系统）
  2. 并发下载
  3. 并发编译
  4. TCP服务器（每个Worker处理一个连接）
  5. 数据处理

实现步骤

  1. 使用CSM - Mark As Worker Module.vi生成名称（如Downloader#）
  2. 异步调用多个相同的Worker
  3. 向Worker Agent发送消息，自动分配给空闲Worker
  4. 向Worker Agent发送Macro: Exit，所有Worker依次退出

注意事项

  • 必须通过Worker Agent发送消息，不能直接向单个Worker发送
  • Worker间不共享数据，独立处理任务
  • 适合无状态任务，不适合带界面的模块

参考范例：工作者模式范例

责任链模式

多个模块按顺序组成链条，消息按序传递，由第一个能处理的节点处理。

核心概念

  • Chain: 外部看到的模块名，如Handler
  • Chain Node: 实际实例，如Handler$1、Handler$2、Handler$3

工作原理

  1. 名称后添加$和编号，如Handler$1、Handler$2
  2. 消息按节点编号从小到大传递
  3. 每个节点只处理自己能力范围内的消息
  4. 被第一个能处理的节点处理后，不再向后传递
  5. 整条链都无法处理则返回错误

使用方式 

// 申请名称为 Handler$，实例化4个节点
// Handler$1 (链首) -> Handler$2 -> Handler$3 -> Handler$4 (链尾)

// 假设Handler$3和Handler$4都能处理"API: Process"
API: Process >> arguments -@ Handler
// 消息被Handler$3处理，Handler$4不会收到

典型场景

  1. 权限审批: 普通员工请假→组长审批，组长请假→经理审批，经理请假→总经理审批
  2. 功能拼接: 验证 -> 转换 -> 存储，或解析 -> 路由 -> 执行
  3. 功能覆盖: 基础节点提供默认实现，扩展节点覆盖特定场景
  4. 灵活配置: 动态调整节点顺序和能力

实现步骤

  1. 定义每个节点能处理的消息（在case结构中实现）
  2. 使用CSM - Mark As Chain Module.vi生成节点名称（输入名称和Order编号，输出如Handler$1）
  3. 按顺序启动各节点
  4. 向Chain发送消息，自动按序传递
  5. 向Chain发送Macro: Exit，所有节点依次退出

注意：Order编号不必连续但必须唯一，编号小的优先处理。节点只实现能处理的状态，其他消息自动传递给下一节点。

与工作者模式的区别

特性 工作者模式 责任链模式
消息分配 空闲Worker处理 按顺序传递
处理能力 所有Worker能力相同 每个节点能力不同
并发性 高并发 顺序处理
适用场景 相同任务并发 不同任务串行
带界面 不适合 可以

注意：必须通过Chain名称发送消息；节点顺序很重要；链条过长影响效率。

参考范例：责任链模式范例

多循环模式支持

一个CSM模块包含多个并行循环，将通讯逻辑与功能逻辑分离。

应用场景

  1. 改造现有代码: 在现有功能循环外围添加CSM通讯循环，避免重构
  2. 实时性要求: 功能循环用定时循环保证实时性，CSM循环处理通讯
  3. 复杂界面: 界面循环与功能循环分离，提高响应性
  4. 连续采集: 采集循环不能被打断，CSM循环处理控制命令

核心API

CSM - Request CSM to Post Message.vi

非CSM循环通过此API请求CSM循环发送消息。可指定立即执行（优先处理）、支持异步消息获取返回值。

参数：Module Name、State、Arguments、Without Reply?、Target Module、Immediately?

CSM - Request CSM to Broadcast Status Change.vi

非CSM循环通过此API请求CSM循环发送广播。仅应在模块内部使用。

参数：Module Name、Status、Arguments、Broadcast?、Priority、Immediately?

CSM - Forward UI Operations to CSM.vi

将UI循环的用户操作转发到CSM循环，DQMH-Style模板的核心机制。

参数：State(s) In、Name、High Priority?

CSM - Module Turns Invalid.vi

检查CSM模块是否已退出，用于功能循环跟随退出。注意：高级模式的模块只有在最后一个节点退出后才触发。

设计模式

通常包含：CSM循环（处理通讯和控制）、功能循环（执行实际功能）、UI循环（可选，处理界面事件）。循环间通过队列、用户事件交互。

参考范例：多循环模块示例

总结

这些高级特性可以灵活组合使用：

  • 错误处理: 统一的错误捕获和处理
  • 系统级模块: 系统服务与业务逻辑分离
  • 子模块: 命名分组
  • 工作者模式: 并发处理和负载均衡
  • 责任链模式: 顺序处理和功能组合
  • 多循环支持: 循环分离和协作

灵活组合可构建高性能、高可维护性的LabVIEW应用。