skynet与lua/c编程

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前言

掌握框架的核心开发技能
skynet抓好，actor，协程和消息

一、lua的开发

脚本语言目前效率最高的
lua的数据结构只有一个table，不支持多线程
用户抽象与底层抽象
用户抽象：一个用户对应一个actor，这不一定正确
底层抽象：一个actor对应一个lua虚拟机，一个actor一个c接口的回调，一个actor一个消息队列，一个消息对应一个协程处理，一个工作线程同时只能运行一个actor
开发思路就在于怎么去抽象actor
一个skynet节点当中可以创建成千上万个actor，底层会有很多线程池。

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；
lua的数组是从下标1开始的

lua的元表

lua数据结构只有table一种类型，但是可以进行扩展，可以扩展为元表，元表也是来扩展table的功能的
像下边那样，访问一个不存在的值，会返回一个nil，打印不存在怎么办，我们就可以设置一个元表

local tab = {[1]=1,[2]=2,[3]=3,}
print(tab[4])
local newtab = setmetatable(tab, {
      __index = function(t,k)
      	return "不存在"
      end,
      --如果我们不想设置成功怎么办呢,就用__newindex
      __newindex = function(t,k,v)
      	error("不能修改 t")
      end,
      --内存释放的时候，回调下边的方法
      __gc = funtion(t)
      	print("gc")
      end
})
tab[4]=10
print(tab[4])

运行效果，这是没有__index的时候

这就是相应操作的时候，对应的回调
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；
创建虚拟机的时候，自动创建协程

-- 主协程，支持闭包，所以不需要回调作为参数

local co = coroutine.create(function (arg1)
    -- 创建的协程
    -- local run, ismain = coroutine.running()
    -- print(run, ismain, arg1)
    local ret1 = arg1+1
    local arg2 = coroutine.yield(ret1)
    local ret2 = arg2+1
    return ret2
end)

local co1 = coroutine.running()
local arg1 = 1
local ok, ret1, ret2
ok, ret1 = coroutine.resume(co, arg1)
print(co1, ok, ret1)
ok, ret2 = coroutine.resume(co, ret1)
print(co1, ok, ret2)

刚刚创建的协程是一个休眠的状态，所以问你需要用coroutine.resume()去唤醒
右边是主协程运行的，将arg1这个参数传递到左边的函数中去，当运行到coroutine.yield(ret1)这个让出协程的时候，这个参数会成为我们resume的返回值
然后继续运行右边的主协程，也就是下边的打印，然后又是ret2

闭包

闭包这个概念出现在rust，go，python，也就是函数内部可以访问函数外部的变量
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）；
闭包就是函数内部可以访问函数外部的值，我们来看看运行效果
闭包的组成，有我们的函数体本身，还有upvalue表
函数+upvalue
在lua当中
if 0 then这种语句中，0代表一个值，代表真，只有在not，nil，false才代表否
与其他语言差异
没有入口函数
索引从1开始
闭包
多返回值
函数是第一类型
尾递归，不占用栈空间
条件表达式： nil 或者 false 为假；非 nil 为真；
多元运算： A and B or C 其中 A、B、C 均为表达式；类似于 c/c++ 中的 A ? B : C ；差异在于
条件表达式的差异；
非运算符：是 ~ 而不是 ! ；所以不等于为 ~= ；

二、lua/c的接口编程

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；

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导出给lua也就是lua调用c接口，这几个头文件是必须要的

导出接口，它会把圆圈中的下划线改成点，变成uv.c

函数第一行是导出接口，把所有要导出的接口写在l这个数组里边，也就是23行开始的地方

引号里边的echo是lua使用的参数，lecho是一个函数指针

写函数接口，大括号里边都在操作虚拟栈, 取上值操作是lua_upvalueindex(1)取的上值，然后下边继续设置上值
第一个栈是1这个值，第二个栈是0这个值，上值是0这个值，作为闭包导出给这个so.echo

lua是不能直接调用C语言的，得先把C语言编译成动态库，然后lua就可以使用它了

编译成动态库

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

与lua虚拟机绑定的结构
可以用来在多个 c 库中共享 lua 数据（包括 userdata 和 lightuserdata ）；
userdata lua是一个类型
lua分配内存，lua释放（gc）没有引用

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；
例子：获取 skynet_context ；

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

由c创建，c释放
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；