深入理解Lua的全局变量_G以及源码实现
来源:互联网 发布:国际足联排名算法 编辑:程序博客网 时间:2024/05/13 19:56
深入理解Lua的全局变量_G以及源码实现
来load a lua chunk,load的后得到的函数,默认情况下,它的第一个upvalue就是_G,我们可以改变第一个upvalue,来改变得到的函数执行环境。
变量_G是在C中注册的(源码linit.c, lbaselib.c中),在C中,可以直接调用lua_pushglobaltable把这个全局环境压入栈中,在lua5.2 该函数实质就是从注册表中获取这个全局环境,即lua_pushglobaltable用下面宏定义的:
最后可以通过源码,来了解一下_G全局环境的变量的注册。在一个Lua虚拟机中,用一个全局结构global_State来管理多个lua_State。在调用luaL_newstate()时,在创建一个全局结构global_State和一个lua_State后,
luaL_newstate会调用f_luaopen,然后f_luaopen调用init_registry来初始化注册表,函数init_registry代码如下:
http://blog.codingnow.com/2011/12/lua_52_env.html
http://www.cnblogs.com/ringofthec/archive/2010/11/09/lua_State.html
在Lua脚本层,Lua将所有的全局变量保存在一个常规的table中,这个table被称为全局环境,并且将这个table保存在一个全局变量_G中,也就是说在脚本中可以用_G获取这个全局table,并且有_G._G == _G,在默认情况,Lua在全局环境_G中添加了标准库比如math、函数比如pairs等。可以通过下面代码,可以递归打印_G中的所有信息:
<span style="font-size:18px;">function treaverse_global_env(curtable,level) for key,value in pairs(curtable or {}) dolocal prefix = string.rep(" ",level*5)print(string.format("%s%s(%s)",prefix,key,type(value)))--注意死循环if (type(value) == "table" ) and key ~= "_G" and (not value.package) then treaverse_global_env(value,level + 1)elseif (type(value) == "table" ) and (value.package) then print(string.format("%sSKIPTABLE:%s",prefix,key))end end endtreaverse_global_env(_G,0)</span>注意Lua虚拟机本身是不会使用_G这个变量的,在脚本中,可以任意改变这个变量_G的值,不会影响任何环境或副作用。比如下面代码:
<span style="font-size:18px;">local cf = loadstring(" local i=0 i=i+1 print(i) ")--从后面两个输出我们可以看出,生成的函数的环境就是全局_Gprint(cf,getfenv(cf),_G) -- function: 0025AF58 table: 00751C68 table: 00751C68--改变_G的值_G = {}cf() --1--虽然改变了_G的值,但函数的的环境仍然是全局环境table地址仍然是00751C68print(cf,getfenv(cf),_G) -- function: 0075AF58 table: 00751C68 table: 0075B468</span>默认情况下,在Lua中当compiles a chunk时,都是以_G作为环境的,当然可以通过函数load或loadfile,改变compiles a chunk时的环境。在C中,可以使用lua_load(类似有luaL_load*作为前缀的辅助函数)
来load a lua chunk,load的后得到的函数,默认情况下,它的第一个upvalue就是_G,我们可以改变第一个upvalue,来改变得到的函数执行环境。
变量_G是在C中注册的(源码linit.c, lbaselib.c中),在C中,可以直接调用lua_pushglobaltable把这个全局环境压入栈中,在lua5.2 该函数实质就是从注册表中获取这个全局环境,即lua_pushglobaltable用下面宏定义的:
<span style="font-size:18px;">#define lua_pushglobaltable(L) lua_rawgeti(L, LUA_REGISTRYINDEX, LUA_RIDX_GLOBALS)</span>这里的LUA_REGISTRYINDEX是Lua注册表(注册表是lua虚拟机范围内是全局唯一的)的伪索引,LUA_RIDX_GLOBALS是全局环境在注册表中的索引(也就说,全局环境_G是虚拟机范围内是全局唯一的)。
最后可以通过源码,来了解一下_G全局环境的变量的注册。在一个Lua虚拟机中,用一个全局结构global_State来管理多个lua_State。在调用luaL_newstate()时,在创建一个全局结构global_State和一个lua_State后,
luaL_newstate会调用f_luaopen,然后f_luaopen调用init_registry来初始化注册表,函数init_registry代码如下:
<span style="font-size:18px;">/*** 创建注册表和表中预定义的值*/static void init_registry (lua_State *L, global_State *g) { TValue mt; /*创建注册表,初始化注册表数组部分大小为LUA_RIDX_LAST*/ Table *registry = luaH_new(L); sethvalue(L, &g->l_registry, registry); luaH_resize(L, registry, LUA_RIDX_LAST, 0); /*把这个注册表的数组部分的第一个元素赋值为主线程的状态机L(这里所说的线程并非是os的线程,而是lua的状态机概念)*/ /*即 registry[LUA_RIDX_MAINTHREAD] = L */ setthvalue(L, &mt, L); luaH_setint(L, registry, LUA_RIDX_MAINTHREAD, &mt); /*把注册表的数组部分的第二个元素赋值为全局表,即registry[LUA_RIDX_GLOBALS] = table of globals */ sethvalue(L, &mt, luaH_new(L)); luaH_setint(L, registry, LUA_RIDX_GLOBALS, &mt);</span>通过init_registry函数的实现可以看出,在创建注册表的同时,创建了全局环境,并把这个全局表赋值给注册表数组部分的第二个元素。通过下面代码,把上面创建的全局表注册到脚本中的,这样在脚本就可以使用变量_G来获取全局表了,代码如下:
<span style="font-size:18px;">static const luaL_Reg loadedlibs[] = { {"_G", luaopen_base}, {LUA_LOADLIBNAME, luaopen_package}, /* **省略了一些代码 */ {LUA_DBLIBNAME, luaopen_debug}, {NULL, NULL}};LUALIB_API void luaL_openlibs (lua_State *L) { const luaL_Reg *lib; /* 从'loadedlibs'中调用函数,并把调用的结果res除了package.loaded[modname]=res */ /*同时设置到全局变量modname中,供脚本层调用*/ for (lib = loadedlibs; lib->func; lib++) { luaL_requiref(L, lib->name, lib->func, 1); lua_pop(L, 1); /* remove lib */ } /* **省略了一些代码 */}</span>在函数luaopen_base中会把脚本用到的函数注册到全局表, 代码如下:
<span style="font-size:18px;">static const luaL_Reg base_funcs[] = { {"assert", luaB_assert}, {"collectgarbage", luaB_collectgarbage}, /* **省略了一些代码 */ {"xpcall", luaB_xpcall}, {NULL, NULL}};LUAMOD_API int luaopen_base (lua_State *L) { /* 设置_G._G = _G*/ lua_pushglobaltable(L); lua_pushglobaltable(L); lua_setfield(L, -2, "_G"); /*在全局表中添加脚本中用到的全局函数*/ luaL_setfuncs(L, base_funcs, 0); lua_pushliteral(L, LUA_VERSION); lua_setfield(L, -2, "_VERSION"); /* set global _VERSION */ return 1; </span>
参考资料:
http://blog.csdn.net/ball32109/article/details/11402727http://blog.codingnow.com/2011/12/lua_52_env.html
http://www.cnblogs.com/ringofthec/archive/2010/11/09/lua_State.html
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