Lua编程

概述

这次是skynet，需要一些lua/c相关的。写一篇博客，记录下。希望有所收获。

lua数据类型

• boolean , number , string , nil , function , table , userdata , lightuserdata , thread ；
  boolean 为 true 、 false ；其中 false 可以解决 table 作为 array 时，元素为 nil 时造成
  table 取长度未定义的行为；
• number 为 integer 和 double 的总称；
• string 常量字符串；这样 lua 中字符串比较只需要进行地址比较就行了；
• nil 通常表示未定义或者不存在两种语义；
• function 函数；与其他语言不同的是，lua 中 function 为第一类型；注意 lua 中的匿名函
  数，lua 文件可视为一个匿名函数；加载 lua 文件，可视为执行该匿名函数；
• table 表；lua 中唯一的数据结构；既可以表示 hashtable 也可表示为 array；配合元表可以定制
  表复杂的功能（如实现面对对象编程中的类以及相应继承的功能）；
• userdata 完全用户数据；指向一块内存的指针，通过为 userdata 设置元表，lua 层可以使用
  该 userdata 提供的功能； userdata 为 lua 补充了数据结构，解决了 lua 数据结构单一的问
  题；可以在 c 中实现复杂的数据结构，生成库继而导出给 lua 使用；注意： userdata 指向的内存
  需要由 lua 创建，同时 userdata 的销毁也交由 lua gc 来自动回收；
• lightuserdata 轻量用户数据；也是指向一块内存的指针，但是该内存由 c 创建，同时它的销毁
  也由 c 来完成；不能为它创建元表，轻量用户数据只有类型元表；通常用于 lua 想使用 c 的结构，但是不能让 lua 来释放的结构；在游戏客户端中用的比较多；
• thread 线程；lua 中的协程和虚拟机都是 thread 类型；

元表

常用的有：

• __index ：索引 table[key] 。 当 table 不是表或是表 table 中不存在 key 这个键时，这个
  事件被触发。 此时，会读出 table 相应的元方法。
• __newindex ：索引赋值 table[key] = value 。 和索引事件类似，它发生在 table 不是表或
  是表 table 中不存在 key 这个键的时候。 此时，会读出 table 相应的元方法。
• __gc ：元表中用一个以字符串 " __gc " 为索引的域，那么就标记了这个对象需要触发终结器；

这些常用，是语言层次的，不区分客户端，服务器。

注意

• 只有 table 和 userdata 对象有独自的元表，其他类型只有类型元表；
• 只有 table 可以在 lua 中修改设置元表；
• userdata 只能在 c 中修改设置元表，lua 中不能修改 userdata 元表；

闭包

表现

• 函数内部可以访问函数外部的变量；
• lua 文件是一个匿名函数；
  lua内部函数可以访问文件中函数体外的变量；

实现

• C 函数以及绑定在 C 函数上的上值（upvalues）；

lua/c 接口编程

skynet、openresty 都是深度使用 lua 语言的典范；学习 lua 不仅仅要学习基本用法，还要学会使
用 c 与 lua 交互，这样才学会了 lua 作为胶水语言的精髓；

skynet中调用层次

虚拟栈

• 栈中只能存放 lua 类型的值，如果想用 c 的类型存储在栈中，需要将 c 类型转换为 lua 类型；
• lua 调用 c 的函数都得到一个新的栈，独立于之前的栈；
• c 调用 lua，每一个协程都有一个栈；
• c 创建虚拟机时，伴随创建了一个主协程，默认创建一个虚拟栈；
• 无论何时 Lua 调用 C ， 它都只保证至少有 LUA_MINSTACK 这么多的堆栈空间可以使用。
  LUA_MINSTACK 一般被定义为 20 ， 因此，只要你不是不断的把数据压栈， 通常你不用关心堆栈大小。

C闭包

• 通过 lua_pushcclosure 用来创建 C 闭包；
• 通过 lua_upvalueindex 伪索引来获取上值（lua 值）；
• 可以为多个导出函数（c 导出函数给 lua 使用）共享上值，这样可以少传递一个参数；

注册表

可以用来在多个 c 库中共享 lua 数据（包括 userdata 和 lightuserdata ）；

• 一张预定义的表，用来保存任何 c 代码想保存的 lua 值；
• 使用 LUA_REGISTRYINDEX 来索引；

userdata

• userdata 是指向一块内存的指针，该内存由 lua 来创建，通过 void
  *lua_newuserdatauv(lua_State *L, size_t sz, int nuvalue) 这个函数来创建；注意：这
  块内存大小必须是固定的，不能动态增加，但是这块内存中的指针指向的数据可以动态增加；还有
  就是 userdata 可以绑定若干个 lua 值（又称uservalue）（在 lua 5.3 中只能绑定一个 lua 值，
  lua 5.4 可以绑定多个）； userdata 与 uservalue 的关系是引用关系，也就是 uservalue 的生命周
  期与 userdata 的生命周期一致， userdata gc 时，uservalue 也会被释放；通常这个特性可以
  用来绑定一个 lua table 结构，因为 c 中没有 hash 结构，辅助 lua table 结构实现复杂的功
  能；也可以用来实现延迟 gc，如果某个 userdata 希望晚点 gc，在 userdata 的 __gc 元表中
  生成一个临时的 userdata ，然后将那个希望晚点 gc 的 userdata 绑定在这个临时 userdata
  的 uservalue 上；
• int lua_getiuservalue (lua_State *L, int idx, int n) 来获取绑定在 userdata 上的
  uservalue；
• int lua_setiuservalue (lua_State *L, int idx, int n) 来设置 userdata 上的
  uservalue;

lightuserdata

轻量用户数据也是指向一块内存的指针，但是该内存由 c 来创建和销毁；通常这块内存的生命周期
由 c 宿主语言来控制；可以将 lightuserdata 绑定在注册表中，让多个 lua 库共享该数据；在
skynet 中， lightuserdata 可以指向同一块数据，在多个 Actor 中传递这个 lightuserdata ，
然后分别为这个 lightuserdata 创建一个 userdata ; 在 userdata 中的 __gc 来释放这个
lightuserdata ；注意：为了避免这块内存多次释放，需要为这块内存加上引用计数；同时
skynet 中 actor 是多线程环境下运行，所以需要为该 lightuserdata 加上锁；这个锁必须是自
旋锁或者原子操作，因为 actor 调度是自旋锁，必须使用比它更小的粒度的锁；如果
lightuserdata 操作粒度过大，应该改成只在一个 actor 中加载，其他 actor 通过消息来共享数
据；

小结

这一篇lua编程不同于之前的lua源码阅读，写那一篇的时候，主要是在写一些源码中的内容；这一篇，包括各种数据结构，c，以及lua的。感兴趣，都可以看看，也可以一起学习学习。OK，这篇结束。