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全局变量是“万恶之源”,慎用

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正在看一个老项目的代码,满篇都是全局变量,整个逻辑真的是“意大利面条”,不晓得这些全局变量什么时候被改变,什么时候被调用,恨透了全局变量和传递引用(传递引用适可而止也就罢了,传递个4,5层,鬼知道变量什么时候被改变)。

下面是一些对全局变量的观点,基本上一致,全局变量用好省事,滥用麻烦,所以慎用。

TBOB:
不止一次地看到人们在抱怨,全局变量是罪恶之源,根本就不应该使用它们。但是我不认为这个结论是显而易见正确的。我希望能听到一次有关全局变量的严肃认真的讨论。论坛中的朋友们很多都提到了他们都正在编程中使用全局变量。
先从全局变量的有点谈起。一般来说,全局变量是公认的在各个VI之间传递数据的有效方法,比起其它方式的全局变量(个人意见)更容易管理,因为假如我们使用了一个簇作为全局数据,我们没有办法确定在何处使用了它们,可能需要自己创建一个文件记录它们使用的位置。但是全局变量则不然,通过全局变量的右键快捷菜单,我们可以很容找到引用全局变量的位置。

使用全局变量有两个不利之处,其一,引用全局变量需要创建数据的拷贝,这可能会导致潜在的竞争条件或者导致数据的丢失。其二,使用全局变量会中断数据流程。
所以,我对那些反对使用全局变量的人士提出一个问题---你们在应用全局变量时考虑了全局变量是否有效的问题了吗?
如果对全局变量只有一个写入者,而有多处读取者,您仅仅关心变量的最新写入值的情况下,您怎么能断定不能使用全局变量呢?
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Darren:
全局变量在某些情况下是非常好用的。如果我有一些静态数据,这些静态数据必须在多个VI中共享,这种情况下,我会使用全局变量存储这些静态数据。(所谓静态数据就是不需要改变的数据,常量)。最常见的例子是需要给用户提示的文本字符串。如果我有一个非常复杂的GUI,需要在很多地方向用户提示文本信息。我会创建一个全局变量VI,把这些字符串创建为全局变量,并且按照字母顺序排序(通过设置TAB ORDER)。这样我们需要在程序框图中使用全局变量时,直接拖入并选择我们需要的。这种方法可以很容易使我们的应用程序本地化,因为所有的显示字符串集中在一个VI之中,而不是散布在各个VI之中,很容易集中处理。
我另外一次使用全局变量是在一个子面板应用中,因为我的子面板中的VI不需要和主VI交换信息,所以我将子面板VI中的数据写入全局变量,供应用程序其它部分读取。因为不需要同步化以及只有子面板中的VI写入数据,保证了只有一个写入者,这恰恰是全局变量的最佳工作方式。
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TBOB:
很高兴能看到同人谈及如何恰当地使用全局变量,而不是简单地说完全不要使用全局变量。我们更应该强调如何恰当地使用全局变量,帮助人们了解数据竞争是如何产生的,以及如何避免竞争情况出现。

我大多数使用全局变量时,是把全局变量作为常量来使用的,比如保存一个GPIB的地址。它们一旦创建后就永远不会再次写入更改,这种情况下,绝对不会出现数据竞争的情况。或者在生产消费者模式中,生产者写入全局变量,而消费者读取全局变量。这种情况下,读的时机是非常重要的。我使消费者不断查询全局变量,是否和原来的值发生变化。换句话说,消费者在数据更新之前可能读取了两次,当然并不很理想。
对于局部变量也是如此,总有它们合适使用的场合,但是必须小心可能会导致的问题。教会人们发现问题和解决问题好于仅仅说避免使用它们。
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Jasonhill:
我也经常看到要求禁止使用全局变量,在合适的条件下,使用全局变量还是非常有用的。但是程序员还是会不自觉地倾向于滥用它们,任何变量(全局变量、局部变量、LV2全局变量)在使用时需要格外小心,“连线”还是最安全的。
我非常讨厌上下或者左右堆积大量的控件,在程序框图中多达20几个层叠顺序结构中,到处散布一些全局变量或者局部变量。
至于你提及的生产者消费者模式,我还是愿意使用队列来完成,使用队列可以使我们不需要考虑读的时机问题。
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TBOB
在生产者消费者模式中,使用队列(我也倾向于使用队列,而不是变量)同样存在问题。消费者可能运行速度高于消费者,此时可能读回空数据,必须在编程中检查是否是否读回空数据。
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TST:
在生产消费者模式使用队列时,我愿意使用超时的默认值-1,这意味着消费者在没有数据时不会执行一个循环,也不需要检查超时是否发生了。
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TITOU:
真是个好题目!
全局变量是魔鬼吗?------我愿意这样回答:不是,只要你遵循了全局变量的工作规则。
我经常建议避免使用全局变量,但是的确在特定的场合,我还是会使用全局变量,因为使用全局变量的确非常方便。
使用但不要滥用------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
ROBERT:
即使在基于文本的编程语言中,采用封装和抽象本身就倾向于不使用全局变量。理想的结构应该是这样的,如果函数需要一个变量,必须从函数的调用者哪里接收这个变量。尽管如此,即使在这样的编程环境中,还是需要有限度的和合理的利用全局变量。正如上面的帖子中指出的那样,一个写入者,多个读取者。亦或需要在整个程序应用,但是不需要改变的场合。
我经常采样下面的方式。在程序启动时,先运行一个配置函数或者“参数设置”函数,此时没有其它的进程工作,数据采集也尚未进行。此时为程序的其它部分创建全局变量是合理的。
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KEVIN:
我在程序开发时,习惯于在多个消费者情况下使用“通告”。通常情况下,只有一个生产者。但是像全局变量情况,可能会有几个“潜在”的生产者。
对于使用通告,消费者可以进行选择。通告可以不管消费这是否已经消费了先前的数据,随时查询最新的数据,这类似于全局变量。通告也可以一直等待,直至有最新更新的数据,避免不断的轮询数据,加重CPU的负担,这个是全局变量无法实现的。
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BEN:
很抱歉没能早点参与这个话题的讨论。我并非求全责备,但是全局变量存在下列主要问题:
1、数据拷贝
2、利用线程
3、对于一个写入者,多个读取者,OK.但是这要求开发者必须确认只有唯一一个写入者。这对一个拥有800多个VI,有些是动态载入的情况下,是很难做到的。
4、灵活性 。如果你使用一个LV2型全局变量,需要的情况下,你可以很安全地添加新的新的写入者。在编写大型应用时,这的确是令人头疼的问题。
5、性能。LV2全局变量可以很容易重用缓存,全局变量不行。
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RAY:
我同意大家的看法。我通常用全局变量保持静态数据,比如IP地址。
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