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Lua 5.1 参考手册(四)


云风几年前译的Lua 5.1文档,这里直接转载过来,方便记录。原地址

2.9 - 环境

类型为 thread ,function ,以及 userdata 的对象,除了 metatable 外还可以用另外一个与之关联的被称作 它们的环境的一个表, 像 metatable 一样,环境也是一个常规的 table ,多个对象可以共享 同一个环境。

userdata 的环境在 Lua 中没有意义。 这个东西只是为了在程序员想把一个表关联到一个 userdata 上时提供便利。

关联在线程上的环境被称作全局环境。 全局环境被用作它其中的线程以及线程创建的非嵌套函数 (通过 loadfile , loadstring 或是 load )的缺省环境。 而且它可以被 C 代码直接访问(参见 §3.3)。

关联在 C 函数上的环境可以直接被 C 代码访问(参见 §3.3)。 它们会作为这个 C 函数中创建的其它函数的缺省环境。

关联在 Lua 函数上的环境用来接管在函数内对全局变量(参见 §2.3)的所有访问。 它们也会作为这个函数内创建的其它函数的缺省环境。

你可以通过调用 setfenv 来改变一个 Lua 函数 或是正在运行中的线程的环境。 而想操控其它对象(userdata、C 函数、其它线程)的环境的话,就必须使用 C API 。

2.10 - 垃圾收集

Lua 提供了一个自动的内存管理。 这就是说你不需要关心创建新对象的分配内存操作,也不需要在这些对象不再需要时的主动释放内存。 Lua 通过运行一个垃圾收集器来自动管理内存,以此一遍又一遍的回收死掉的对象 (这是指 Lua 中不再访问的到的对象)占用的内存。 Lua 中所有对象都被自动管理,包括: table, userdata、 函数、线程、和字符串。

Lua 实现了一个增量标记清除的收集器。 它用两个数字来控制垃圾收集周期: garbage-collector pause 和 garbage-collector step multiplier 。

garbage-collector pause 控制了收集器在开始一个新的收集周期之前要等待多久。 随着数字的增大就导致收集器工作工作的不那么主动。 小于 1 的值意味着收集器在新的周期开始时不再等待。 当值为 2 的时候意味着在总使用内存数量达到原来的两倍时再开启新的周期。

step multiplier 控制了收集器相对内存分配的速度。 更大的数字将导致收集器工作的更主动的同时,也使每步收集的尺寸增加。 小于 1 的值会使收集器工作的非常慢,可能导致收集器永远都结束不了当前周期。 缺省值为 2 ,这意味着收集器将以内存分配器的两倍速运行。

你可以通过在 C 中调用 lua_gc 或是在 Lua 中调用 collectgarbage 来改变这些数字。 两者都接受百分比数值(因此传入参数 100 意味着实际值 1 )。 通过这些函数,你也可以直接控制收集器(例如,停止或是重启)。

2.10.1 - 垃圾收集的元方法

使用 C API , 你可以给 userdata (参见 §2.8)设置一个垃圾收集的元方法。 这个元方法也被称为结束子。 结束子允许你用额外的资源管理器和 Lua 的内存管理器协同工作 (比如关闭文件、网络连接、或是数据库连接,也可以说释放你自己的内存)。

一个 userdata 可被回收,若它的 metatable 中有 __gc 这个域 , 垃圾收集器就不立即收回它。 取而代之的是,Lua 把它们放到一个列表中。 最收集结束后,Lua 针对列表中的每个 userdata 执行了下面这个函数的等价操作:

function gc_event (udata)
  local h = metatable(udata).__gc
  if h then
    h(udata)
  end
end

在每个垃圾收集周期的结尾,每个在当前周期被收集起来的 userdata 的结束子会以 它们构造时的逆序依次调用。 也就是说,收集列表中,最后一个在程序中被创建的 userdata 的 结束子会被第一个调用。

2.10.2 - Weak Table(弱表)

weak table 是一个这样的 table,它其中的元素都被弱引用。 弱引用将被垃圾收集器忽略掉, 换句话说, 如果对一个对象的引用只有弱引用, 垃圾收集器将回收这个对象。

weak table 的键和值都可以是 weak 的。 如果一个 table 只有键是 weak 的,那么将运行收集器回收它们的键, 但是会阻止回收器回收对应的值。 而一个 table 的键和值都是 weak 时,就即允许收集器回收键又允许收回值。 任何情况下,如果键和值中任一个被回收了,整个键值对就会从 table 中拿掉。 table 的 weak 特性可以通过在它的 metatable 中设置 __mode 域来改变。 如果 __mode 域中是一个包含有字符 ‘k’ 的字符串时, table 的键就是 weak 的。 如果 __mode 域中是一个包含有字符 ‘v’ 的字符串时, table 的值就是 weak 的。

在你把一个 table 当作一个 metatable 使用之后, 就不能再修改 __mode 域的值。 否则,受这个 metatable 控制的 table 的 weak 行为就成了未定义的。

2.11 - Coroutine (协同例程)

Lua 支持 coroutine ,这个东西也被称为协同式多线程 (collaborative multithreading) 。 Lua 为每个 coroutine 提供一个独立的运行线路。 然而和多线程系统中的线程不同,coroutine 只在显式的调用了 yield 函数时才会挂起。

创建一个 coroutine 需要调用一次 coroutine.create 。 它只接收单个参数,这个参数是 coroutine 的主函数。 create 函数仅仅创建一个新的 coroutine 然后返回它的控制器 (一个类型为 thread 的对象); 它并不会启动 coroutine 的运行。

当你第一次调用 coroutine.resume 时, 所需传入的第一个参数就是 coroutine.create 的返回值。 这时,coroutine 从主函数的第一行开始运行。 接下来传入 coroutine.resume 的参数将被传进 coroutine 的主函数。 在 coroutine 开始运行后,它讲运行到自身终止或是遇到一个 yields 。

coroutine 可以通过两种方式来终止运行: 一种是正常退出,指它的主函数返回(最后一条指令被运行后,无论有没有显式的返回指令); 另一种是非正常退出,它发生在未保护的错误发生的时候。 第一种情况中, coroutine.resume 返回 true , 接下来会跟着 coroutine 主函数的一系列返回值。 第二种发生错误的情况下, coroutine.resume 返回 false , 紧接着是一条错误信息。

coroutine 中切换出去,可以调用 coroutine.yield。 当 coroutine 切出,与之配合的 coroutine.resume 就立即返回, 甚至在 yield 发生在内层的函数调用中也可以(就是说, 这不限于发生在主函数中,也可以是主函数直接或间接调用的某个函数里)。 在 yield 的情况下,coroutine.resume 也是返回 true, 紧跟着那些被传入 coroutine.yield 的参数。 等到下次你在继续同样的 coroutine ,将从调用 yield 的断点处运行下去。 断点处 yield 的返回值将是 coroutine.resume 传入的参数。

类似 coroutine.create , coroutine.wrap 这个函数也将创建一个 coroutine , 但是它并不返回 coroutine 本身,而是返回一个函数取而代之。一旦你调用这个返回函数,就会切入 coroutine 运行。 所有传入这个函数的参数等同于传入 coroutine.resume 的参数。 coroutine.wrap 会返回所有应该由除第一个(错误代码的那个布尔量) 之外的由 coroutine.resume 返回的值。 和 coroutine.resume 不同, coroutine.wrap 不捕获任何错误; 所有的错误都应该由调用者自己传递。

看下面这段代码展示的一个例子:

function foo (a)
  print("foo", a)
  return coroutine.yield(2*a)
end

co = coroutine.create(function (a,b)
      print("co-body", a, b)
      local r = foo(a+1)
      print("co-body", r)
      local r, s = coroutine.yield(a+b, a-b)
      print("co-body", r, s)
      return b, "end"
end)
       
print("main", coroutine.resume(co, 1, 10))
print("main", coroutine.resume(co, "r"))
print("main", coroutine.resume(co, "x", "y"))
print("main", coroutine.resume(co, "x", "y"))

当你运行它,将得到如下输出结果:

co-body 1       10
foo     2

main    true    4
co-body r
main    true    11      -9
co-body x       y
main    true    10      end
main    false   cannot resume dead coroutine