lua源码详解

1. Lua字符串拼接

之前研究lua中字符串拼接，看了一些文章都说 "table.concat" 高于 ".."。最近项目做优化，发现项目中使用table.concat的效率并不比..高，所以实际测试了一下。

1、一些文章说的"table.concat" 高于 ".."，是在特定环境中才有效的，看一下他们使用的测试用例：

local str = "a"

local count = 100000

local start_time = os.clock()

local result = ""

for i=1,count do

    result = result .. str

end

print("operatorConcatTime:" .. os.clock() - start_time)

local tbl = {}

for i=1,count do

    table.insert( tbl,str)

end

table.concat(tbl)

print("tableConcatTime:" .. os.clock() - start_time)

运行后测试结果如上图，运行效率明显table.concat远高于..。在上述测试用例中，“..” 每次只拼接一个字符串，一共拼了10000次。“..”每次拼接都会产生一个新的字符串，而在lua中每产生一个新的字符串都需要将该字符串存放在全局状态表（global_State）的 strt 域中，随着拼接次数增大，就会需要更大的空间存储新的字符串，当达到一定大小时，旧的字符串就需要GC，伴随着不断的开辟新空间和GC，就导致性能降低。 而table.concat 底层拼接字符串的方式也是使用运算符.. ，但是其使用算法减少了使用运算符..的次数，减少了GC，从而提高效率。主要思路：采用二分思想，用栈存储字符串，新入栈的字符串与下方的字符串比较长度，大于则使用运算符..拼接成新字符串，并移除栈顶的字符串，不断向下直至遇到长度更大的字符串或者栈底，这样保持最大的字符串位于栈底，栈呈现金字塔的形状，最终在使用运算符..将栈中的字符串拼接成最终的字符串。引用（ Lua大量字符串拼接方式效率对比及原因分析_AaronChan的博客-CSDN博客_lua 字符串拼接 ）。

2、而在实际项目中一般都是几个字符串的拼接，拼接频次高，拼接个数少。针对项目中实际情况，写了如下测试用例测试：

（1）测试用例1：

function global_SpliceString (...)

     local t = { ... }

    return table.concat (t)

end

local count = 10 000

local sM1 = 0

local sM2 = 0

local start_time

collectgarbage("collect")

sM1 =collectgarbage("count")

print("sM1:",sM1)

local result = ""

start_time = os.clock()

for i = 1, count do            

     result =global_SpliceString("SELECT * FROM ", "QuestPlot", "WHERE sn='", i, "'")

end

print("CostTime:",(os.clock() - start_time))

sM2 =collectgarbage("count")

print("sM2:",sM2)

print("Genery Mem ory:" , (sM2 - sM1))

（2）测试用例2：

local  count = 10 000

local  sM1 =  0

local  sM2 =  0

local start_time

collectgarbage("collect")

sM1 = collectgarbage("count")

print("sM1:",sM1)

local result = ""

start_time = os.clock()

for i = 1, count do

     result = "SELECT * FROM" .. "QuestPlot" .. " WHERE sn='" .. i .."'"

end

print("CostTime:",(os.clock() - start_time))

sM2 =collectgarbage("count")

print("sM2:",sM2)

print("Genery Memory:",(sM2 - sM1))

（3）测试用例3：

local tb = {[1]= "SELECT * FROM ", [2] = "QuestPlot", [3] = " WHEREsn='", [4] = 100101, [5] = "'"}

collectgarbage("collect")

sM1 =collectgarbage("count")

print("sM1:",sM1)

local result = ""

start_time = os.clock()

for i = 1, count do

     tb[4] = i

     result = table.concat( tb )

end

print("CostTime:",(os.clock() - start_time))

sM2 =collectgarbage("count")

print("sM2:",sM2)

print("Genery Memory:",(sM2 - sM1))

测试结果如下所示：

（1）global_SpliceString:

（2）..

（3）table.concat:

为了模仿更真实的使用环境，以上三个测试用例中要拼接的字符串都有一个动态变化的字符串。通过结果比对，测试用例2和用例3的耗时和内存相差无几，而测试用例1的耗时和内存明显高出很多。通过查看lua源码知道，在一个语句中用“..”连续拼接几个字符串并不会产生中间字符串，而是会把所有需要连接的字符串都收集起来一起连接。所以table.concat和“..”的方式相差无几。再看测试用例1，同样使用table.concat,为什么用例1的耗时和内存明显增多。 是因为在 gobal_SpliceString() 方法中的 local  t = { ... }， 每次调用这个方法都需要先构造一个table,然后才能使用table.concat。而table在lua中也属于GC对象，table的创建需要消耗更多时间和内存。同时调用global_SpliceString也会有函数调用消耗，所以用例1的性能消耗是由构造table导致的。

3、总结：

通过以上分析，我们不能简单的说table.concat和“..”谁的性能更好，还要根据具体使用场景，具体问题具体分析。一般如果一次拼接大量字符串并且要拼接的字符串基本都是固定的，可以使用table缓存起来，使用table.concat拼接；如果是动态的且比较少的字符串拼接，可以直接在一个语句中使用“..”连续拼接。

2. 如何阅读luajit的代码

为什么要看luajit的源码
作为目前最快的脚本语言之一，luajit确实是一个杰作，但相比原生lua仅仅几万行的代码而言，luajit却可以说是巨无霸。更要命的是，luajit之所以快，是因为大量使用了机器码相关的技术，无论是它的机器码编译部分，还是字节码执行部分，读起来都非常麻烦。
网上这方面的资料非常少，即使是lua社区的云风大大也主要以分析原生lua为主，跟luajit有很多不同。万一遇到了性能坑，或者其他难以解决的问题，需要找到原因，又不能阅读源码的话，就只能依赖网上其他人的结论，否则完全无从下手。
调试luajit
万事的开头，从能够自己调试代码开始
一个能调试的代码，阅读起来会远远比眼看要清晰得多。
而如果能利用visual studio进行调试，那么对读luajit而言还是非常有帮助的，毕竟借助visual assist的代码查找，能够非常快的帮你找到你想了解的东西
luajit下面提供了一个msvcbuild.bat用于编译luajit，但如果你需要调试的话，可以进行以下几个步骤：
1.将luajit解压，比如解压到LuaJIT-2.1.0-beta2_msvc目录
2.如果要得到精确的栈，修改LuaJIT-2.1.0-beta2_msvc\src\msvcbuild.bat，搜索/O2，将/O2改为/Od
3.在win64版本的visual studio命令行，执行一次msvcbuild.bat debug，这时会生成luajit.exe，测试一下exe是否正常。
4.用visual studio建立一个命令行工程，例如工程保存在LuaJIT-2.1.0-beta2_msvc\luajitcmd
5.把LuaJIT-2.1.0-beta2_msvc\src下所有.h和.c代码加入工程
6.把工程的调试路径设置为
命令：$(ProjectDir)..\..\src\luajit.exe
工作目录：$(ProjectDir)..\..\src\
7.此时你可以正常按f5下断点调试了
至于可以调试什么呢？
最简单就是写一个lua文件，require之，执行里面的代码，下断点观察luajit的行为。
这里必须说明，luajit的执行过程中有两大部分是没有.c对应的：
1.有一部分代码是通过dasm工具生成的，这部分直接通过汇编生成，没有.c，所以没有办法在visual studio调试（其实也可以，但是只能汇编调试）。这些主要是lua虚拟机的代码（是的，为了快，作者hand tune汇编的方式来写lua虚拟机）
2.luajit会通过jit模块编译一部分代码变为高度优化的机器码，这些也是临时生成的可执行机器码，你只能在.c看到他们是如何生成的，但执行阶段当然是没有.c对应的。
除此以外，几乎所有东西都可以直接vs调试：所有的编译过程、所有的lua标准库和api、luatable等常规数据结构、profiler，等等
下一步我们会简单说一下代码结构，以及结果luajit一些基本原理来说说怎么阅读
尤其是luajit的原理，如果对此毫无了解的情况下，阅读其源码是十分困难的，因为luajit从编译到执行的过程，走了很多步，跨越了多个模块，涉及了三种不同形式的编码（bytecode, SSA IR, 机器码），可见其复杂程度。

3. 如何安装luasocket源码

第一种方法：如果你有安装了 Lua 模块的安装和部署工具 LuaRocks，那么一条指令就能安装部署好 LuaSocket：
# luarocks install luasocket
第二种方法：如果没安装有 LuaRocks，也可以源码安装。
先把 LuaRocks 下载下来，当前可用的版本是 luasocket-3.0-rc1（luasocket的源码有托管在Github.com）：
# git clone https://github.com/diegonehab/luasocket.git
把源码clone下来之后就可以进行本地源码安装，直接进入到luasocket目录进行编译安装了
# cd luasocket
# make && make install

4. 如何在java中使用Lua脚本语言

如何在Java中使用Lua脚本语言是本文要介绍的内容，主要是来学习LUA脚本语言在JAVA中如何来使用，Lua就不说了, 现在比较热门, 语法也很简单. 为了在Java中调用, 折腾了比较长的时间, 就把一些东西记在下面.来看详细内容讲解。
Lua是支持内嵌在C程序中的, 但是官方不支持Java. 在网上查了下, 有LuaJava开源库, 拿来试用了一下, 发现这个库还算比较完善的.

这个LuaJava实际上就是按照Lua官方文档, 把Lua的C接口通过JNI包装成Java的库. 下载, 里面是一个.dll, 一个.jar. 把.dll放到java.library.path下, 再把.lib放到classpath中, helloworld运行OK.
但是, 测试的时候, 很快发现了第一个问题: 在调用LuaJava中提供的LuaState.pushInteger 方法的时候, 出现了错误 : Unsatisfied Link Error. 其他的LuaState.pushNumber方法倒是没有问题. 用Depends工具看了下, 这个.dll居然没有导出pushInteger这个函数. 晕....
下载LuaJava的源代码, 查看了下Luajava.c 和 Luajava.h, 发现果然里面有点问题, 在.h里面定义了JNI中对应Java函数的C函数
JNIEXPORT void JNICALL Java_org_keplerproject_luajava_LuaState__1pushInteger
但是.c中没有实现这个函数. 无语, 看来大马虎哪都有啊. 幸亏有源代码, 照猫画虎在Luajava.c中加上这个函数的实现,
JNIEXPORT void JNICALL Java_org_keplerproject_luajava_LuaState__1pushInteger (JNIEnv * env, jobject jobj, jobject cptr, jint i) { lua_State * L = getStateFromCPtr( env , cptr ); lua_pushinteger(L, i); }

然后编译. 编译也出现了问题了, 官方文档中说可以用VC++来Build, 但是没有说官方用的是什么版本. 我用VC2005就不行. 好在Luajava比较小, 就一个.h 一个 .c , 在VC中新建一个.dll项目, 把文件加进去, 修改一下build参数 (Include 需要加上lua的头文件, lib中需要加上lua的.lib文件, 另外要选上 Compile as C Code (/TC) ) Build, 通过了.
这时再在Java中调用pushInteger方法就没有问题了.
在测试中, 发现Luajava提供的文档中, 对于Lua脚本怎么调用Java对象/方法很详细, 但是在Java中怎么调用Lua函数/取得返回值 就没有. 参考了http://www.lua.org/manual/5.1/manual.html#lua_CFunction 的Lua C文档, 实现了传递对象到Lua中并取得返回值的代码:
Test1: 测试传递简单类型, 并取得返回值:
Lua 脚本(test.lua):
function test(a,b) return a+b end

Java代码:
static { //加载Lua5.1.dll, 因为LuaJava最后还是要调用Lua的东西 System.loadLibrary("lua5.1"); } public static void main(String[] argu) throws LuaException { LuaState L = LuaStateFactory.newLuaState(); L.openLibs(); //读入Lua脚本 int error = L.LdoFile("test.lua"); if (error != 0) { System.out.println("Read/Parse lua file error. Exit."); return; } //找到函数test L.getField(LuaState.LUA_GLOBALSINDEX, "test"); //参数1压栈 L.pushInteger(1); //参数2压栈 L.pushInteger(2); //调用!! 一共两个参数, 1个返回值 L.call(2, 1); //保存返回值, 到a中 L.setField(LuaState.LUA_GLOBALSINDEX, "a"); //读入a LuaObject l = L.getLuaObject("a"); //打印结果. System.out.println("Result is " + l.getString()); L.close(); }

测试2: 传递Java对象
class Value { public int i; public void inc() { i++; } public int get() { return i; } public String toString() { return "Value is " + i; } }

Lua脚本: (该脚本中调用两次对象的inc方法, 并调用get方法输出结果)
function test1(v) v:inc(); v:inc(); print("In lua: " .. v:get()); return v end

Java 代码: (前面都一样, 略)
//找到函数test1 L.getField(LuaState.LUA_GLOBALSINDEX, "test1"); //生成新的对象供测试 Value v = new Value(); //对象压栈 L.pushObjectValue(v); //调用函数test1, 此时1个参数, 1个返回值 L.call(1, 1); //结果放在b中. L.setField(LuaState.LUA_GLOBALSINDEX, "b"); LuaObject l = L.getLuaObject("b"); System.out.println("Result is " + l.getObject());

运行结果:
Result is Value is 2 In lua: 2

和预期的一致.
实现一个怪物的创建，把lua里的设定当作初始状态传给monstor,名字为sample monstor,防御10，攻击10，生命100
1.先导入lib--luajava-1.1.jar
import org.keplerproject.luajava.LuaState; import org.keplerproject.luajava.LuaStateFactory; public class Load{ LuaState luaState; /** * Constructor * @param fileName File name with Lua . */ Load(final String fileName) { this.luaState = LuaStateFactory.newLuaState(); this.luaState.openLibs(); this.luaState.LdoFile(fileName); } /** * Ends the use of Lua environment. */ void close() { this.luaState.close(); } /** * Call a Lua inside the Lua to insert * data into a Java object passed as parameter * @param Name Name of Lua . * @param obj A Java object. */ void run(String Name, Object obj) { this.luaState.getGlobal(Name); this.luaState.pushJavaObject(obj); this.luaState.call(1,0); } } public class Monster{ /* Info */ protected String race; protected int defense; protected int attack; protected int life; /* */ private Load ; public Monster(String race) { /* Loads Lua for this race.*/ this. = new Load(race+".lua"); /*Call Lua create .*/ .run("create", this); } public void setRace(String race) { this.race = race; } public String getRace() { return race; } public int getDefense() { return this.defense; } public void setDefense(int defense) { this.defense = defense; } public int getLife() { return this.life; } public void setLife(int life) { this.life = life; } public void setAttack(int attack) { this.attack = attack; } public int getAttack() { return this.attack; } } monstor.lua--- create(monster) monster:setRace("Sample Monster") monster:setDefense(10) monster:setAttack(10) monster:setLife(100) end

但总是抛出这个错误：
PANIC: unprotected error in call to Lua API (Invalid method call. No such method.)

不知为何，以后用到的时候再research.
已经查出来，原来在Monster类中少了个方法：
public void setRace(String race) { this.race = race; }

怪不得会找不到，
要在一lua文件a.lua里导入其他的lua文件b.lua，用require "b"
如果要从lua中运算后得到返回参数，则需要做一下修改：在lua文件中改成：
create(monster) monster:setRace("Sample Monster") monster:setDefense(10) monster:setAttack(10) monster:setLife(100) return monster end

在Load.java中的run改成如下：
void run(String Name, Object obj) { this.luaState.getGlobal(Name); this.luaState.pushJavaObject(obj); this.luaState.call(1, 1);// 一个参数，0个返回 try { Object object =luaState.getObjectFromUserdata(1); } catch (LuaException e) { e.printStackTrace(); } }

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5. 程序开发中遇到的lua语言概念是什么呢

Lua 教程
lua
Lua 是一种轻量小巧的脚本语言，用标准C语言编写并以源代码形式开放， 其设计目的是为了嵌入应用程序中，从而为应用程序提供灵活的扩展和定制功能。
Lua 是巴西里约热内卢天主教大学（Pontifical Catholic University of Rio de Janeiro）里的一个研究小组于 1993 年开发的，该小组成员有：Roberto Ierusalimschy、Waldemar Celes 和 Luiz Henrique de Figueiredo。
设计目的
其设计目的是为了嵌入应用程序中，从而为应用程序提供灵活的扩展和定制功能。
Lua 特性
轻量级: 他用标准C语言编写并以源代码形式开放，编译后仅仅一百余K，可以很方便的嵌入别的程序里。
可扩展: Lua提供了非常易于使用的扩展接口和机制：由宿主语言(通常是C或C++)提供这些功能，Lua可以使用它们，就像是本来就内置的功能一样。
其它特性:
支持面向过程(procere-oriented)编程和函数式编程(functional programming)；
自动内存管理；只提供了一种通用类型的表（table），用它可以实现数组，哈希表，集合，对象；
语言内置模式匹配；闭包(closure)；函数也可以看作一个值；提供多线程（协同进程，并非操作系统所支持的线程）支持；
通过闭包和table可以很方便地支持面向对象编程所需要的一些关键机制，比如数据抽象，虚函数，继承和重载等。
Lua 应用场景
游戏开发
独立应用脚本
Web 应用脚本
扩展和数据库插件如：MySQL Proxy 和 MySQL WorkBench
安全系统，如入侵检测系统
第一个 Lua 程序
接下来我们使用 Lua 来输出"Hello World!"
实例(Lua 5.3)
print("Hello World!")