Lua數據結構 — lua_State（六）

前麵各種Lua的數據類型基本都說得差不多了，剩下最後一個數據類型：lua_State，我們可以認為是”腳本上下文”，主要是包括當前腳本環境的運行狀態信息，還會有gc相關的信息。

Lua這門語言考慮了多線程的情況，在腳本空間中能夠開多個線程相關腳本上下文，而大家會共用一個全局腳本狀態數據，如下：

全局數據global_state的數據結構如下：

global_state主要是用於GC的數據鏈表，下麵簡要說明幾個:

1. stringtable strt：這個是在TString那章說到的全局字符串哈希表
2. TValue lregistry：對應LUAREGISTRYINDEX的全局table.
3. TString *tmname[TM_N]：元方法的名稱字符串。
4. Table *mt[NUM_TAGS]：基本類型的元表，這是Lua5.0的特性。

mt成員在作者介紹文章中說到:

在上麵代碼中，我們看到a支持一個tostring的方法，a是數值類型，我們可以為數值類型添加任意的方法。Lua文章中說到一個用途，就是對於unicode和gbk的字符串的len方法能自己實現。

其它成員就不一一介紹了，下麵來介紹與線程相關的腳本上下文lua_State：

我們看到，luaState也帶有CommonHeader頭，在第一章中也提到了GCObject中有luaState th這個成員，由此可見lua_State也會是被回收的對象之一。

考慮回一個線程中的腳本上下文，我們再來逐個分析每個成員：

• lu_byte status：線程腳本的狀態，線程可選狀態如下：

• StkId top：指向當前線程棧的棧頂指針，typedef TValue *StkId
• StkId base：指向當前函數運行的相對基位置，具體可參考第四章的閉包
• globalState *lG：指向全局狀態的指針
• CallInfo *ci：當前線程運行的函數調用信息
• const Instruction *savedpc：函數調用前，記錄上一個函數的pc位置
• StkId stack_last：棧的實際最後一個位置（棧的長度是動態增長的）
• StkId stack：棧底
• CallInfo *end_ci：指向函數調用棧的棧頂
• CallInfo *base_ci：指向函數調用棧的棧底
• int stacksize：棧的大小
• int size_ci：函數調用棧的大小
• unsigned short nCcalls：當前C函數的調用的深度
• unsigned short baseCcalls：用於記錄每個線程狀態的C函數調用深度的輔助成員
• lu_byte hookmask：支持哪些hook能力，有下列可選的

• lu_byte allowhook：是否允許hook
• int basehookcount：用戶設置的執行指令數(LUA_MASKCOUNT下有效)
• int hookcount：運行時，跑了多少條指令（LUA_MASKCOUNT下有效）
• lua_Hook：用戶注冊的hook回調函數
• TValue l_gt：當前線程的全局的環境表
• TValue env：當前運行的環境表
• GCObject *openupval、gclist：用於gc，詳細將會在GC一章細說
• struct lua_longjmp *errorJmp：發生錯誤的長跳轉位置，用於記錄當函數發生錯誤時跳轉出去的位置。

 

本係列總結：

整個係列文章回答了我們對Lua中最基本的一個問題：“一個Lua變量究竟是什麼？”。由此我們深入並引申出各種知識，在腳本中我們覺得弱類型變量用起來很痛快，而其實它的內部實現其實是如此的複雜。

對於實現一門腳本語言，必須實現的是解釋器、虛擬機、上下文數據3大部分：

上下文數據這一層是腳本最基礎，最底層的東西，它決定了這門腳本究竟能做什麼。拋開解釋器和虛擬機，我們依然可以單純地通過C接口，在C++這一層就能操作腳本的上下文數據。

有空再研究一下Lua的GC，解釋器等等。