介绍LabVIEW 中信号量 VI（Semaphore VIs ）控制并行代码执行，借信号量协调 Loop1、Loop2 交替运行，实现数据生成与释放逻辑，按下停止按钮则使信号量失效终止循环。

VI 说明

1. Obtain SemaphoreReference VI

• 功能：生成信号量引用，为后续 Loop1、Loop2 及停止按钮事件结构提供统一信号量对象，作为并行代码同步的 “标识” 。

• 使用场合：多并行循环（如本案例 Loop1、Loop2 ）需同步访问共享资源（或逻辑执行权）场景，初始化信号量引用。

• 特点：创建基础同步引用，一次调用为多模块提供统一交互依据，简洁建立并行同步基础。

• 注意事项：需确保引用正确传递至各并行模块，若传递异常会致同步逻辑失效；程序结束前合理释放引用，避免资源残留。

• 类似功能对比：与 “创建队列引用”（用于队列通信）不同，信号量侧重 “互斥访问权限” 同步，队列侧重数据传递；比简单布尔变量控制更可靠，布尔变量易因并行冲突出现状态混乱，信号量通过系统级机制保障同步逻辑。

2. Acquire Semaphore VI

• 功能：使 Loop 尝试获取信号量，拿到则执行后续代码（如数据生成），未拿到则等待，实现循环间 “交替执行” 逻辑。

• 使用场合：并行循环需互斥执行代码段（如本案例中 Loop1、Loop2 交替获取执行权生成数据）场景。

• 特点：精准控制循环执行权交接，保障同一时间仅一个循环执行关键代码，避免并行冲突。

• 注意事项：搭配合理释放逻辑，若只获取不释放，会致另一循环永久等待；需考虑获取超时设置（本案例未体现，复杂场景可配置），防止程序死锁。

• 类似功能对比：和 “临界区” 功能有重叠，临界区更侧重代码段保护，信号量可跨模块、更灵活控制执行权；对比“顺序结构”，信号量支持真正并行 + 有序交互，顺序结构是串行执行，效率和并行度低。

3. Release Semaphore VI

• 功能：Loop 执行完 1 秒数据生成后，释放信号量，让另一 Loop 可获取执行，完成 “交替” 闭环。

• 使用场合：并行循环互斥执行场景中，执行权持有方完成任务后，交还执行权给其他循环。

• 特点：简单调用即可释放权限，配合 Acquire 实现循环交替，逻辑清晰。

• 注意事项：需在正确时机调用（如本案例 “生成 1 秒数据后” ），提前释放会致执行混乱，滞后释放会阻塞其他循环；释放的信号量需与获取的为同一引用，否则无效。

• 类似功能对比：与 “销毁队列” 逻辑不同，释放是临时交还执行权，队列销毁是终止通信；对比手动变量置位释放，信号量释放是系统级操作，更可靠、不易出错。

4. Release SemaphoreReference VI

• 功能：停止按钮按下时，使信号量引用失效，让循环因错误终止，实现程序整体停止逻辑。

• 使用场合：程序退出阶段，需终止基于信号量的并行循环，清理信号量资源。

• 特点：通过失效引用快速终止所有依赖信号量的循环，简化停止处理逻辑。

• 注意事项：需在程序停止流程中调用，确保所有循环有机会响应错误；调用后信号量引用不可再用，若后续误操作会致异常。

• 类似功能对比：和 “关闭文件引用” 类似，都是资源清理操作；对比强制终止循环（如用条件判断暴力停止），通过信号量失效终止更 “优雅”，能让循环自然处理错误退出，减少资源泄漏风险。

背景说明

LabVIEW作为图形化编程环境，并行处理是其优势场景，信号量是解决并行循环同步、互斥问题的常用工具。在复杂测控系统（如多通道数据采集、多设备协同控制）中，常需多个并行任务有序交互，信号量 VI 可有效保障逻辑正确执行，相比传统文本编程的同步机制（如线程锁代码），图形化的信号量 VI 更直观，降低工程师理解和使用门槛，但也需注意资源管理、调用时机等细节，避免同步失效、死锁等问题。