Lua源码阅读推荐顺序

Posted 2021-04-10 Reset游戏开发工坊

不过每天只能发一篇，只能慢慢把以前的文章发出来了吧~

想要看之前文章的朋友可以关注下我的博客：

www.resetoter.cn

以下是原文：

已经用了5个月的虚幻，因为不是做业务开发，所以一般很少用到lua，所以蛮多Unreal的slua并不熟悉，打算没空的时候也读一读。

太久没用lua以至于之前读的源码都有点忘了，打算复习一下。说起阅读Lua源码，就不得不提Mike大神在raddit提出的源码阅读顺序，我也是照着这个顺序读下来的，在此暂存以备不时之需。

在今年年初的时候读完了Lua并且在源码加了不少注释：

https://github.com/vgvgvvv/ResetCore/tree/master/Note/Lua/Lua-5.1.4

 

下面开始介绍各个核心代码文件：

lmathlib.c, lstrlib.c:

get familiar with the external C API. Don’t bother with the pattern matcher though. Just the easy functions.

一些周边库，读起来非常轻松，基本就熟悉一下push、check、get之类的常用函数，读完就能用CAPI自己注册一些C++函数了。

lapi.c:

Check how the API is implemented internally. Only skim this to get a feeling for the code. Cross-reference to lua.h and luaconf.h as needed.

了解Lua API的内部实现，可以先大概看看，后续会回头进一步回来看看，lua.h和luaconfig基本是一些lua相关配置。

lobject.h:

tagged values and object representation. skim through this first. you’ll want to keep a window with this file open all the time.

Lua里面的类型，可以大概看一下，基本就可以知道Lua里面动态类型怎么实现的了。不过在看其他代码的时候也经常要回头看看。

之前写过一篇文章是关于这块的，感兴趣的同学可以看看。

lstate.h:

state objects. ditto.

lua state实现，包括全局表，字符串表都在里面，state的初始化流程，callinfo的定义也在里面。

lopcodes.h:

bytecode instruction format and opcode definitions. easy.

字节码的定义，而且能够了解每个字节码的作用，很简单，最重要的是了解字节码的储存结构。

lvm.c:

scroll down to luaV_execute, the main interpreter loop. see how all of the instructions are implemented. skip the details for now. reread later.

了解虚拟机是如何运行的，其实虚拟机就是一个循环加上嵌套递归，lua函数和c函数有些许区别，但是读起来也挺顺的。

bytecode这块之前写过一篇文章，通过工具分析lua二进制文件，感兴趣可以看一看。

ldo.c:

calls, stacks, exceptions, coroutines. tough read.

非常重要的部分实现，包含了调用的过程，callinfo以及lua栈的结构，对理解lua的调用如何实现非常有用，如果想自己写一个语言，这块也会给你很多灵感。

异常抛出以及coroutine你会发现其实实现非常简单但是又很精妙。异常的实现实际就是c中的setjump，因为lua虚拟机里面就这几种情况，所以都能够捕获。而协程的话则是用了非常取巧的方式进行实现，和c中自己实现的协程又完全不同。

总之，看完这个文件你会学到很多东西，而且callinfo以及lua栈结构，如果你说你对lua熟悉的话这个是必须要理解的核心机制，lua的内存紧凑、鲁棒性、以及调用速度都与之有关。

lstring.c:

string interning. cute, huh?

内置的string，实际上就是维护了一个字符串表，其中比较重要的是字符串表重hash的部分，有兴趣的读者可以看看我之前发过的文章。

ltable.c:

hash tables and arrays. tricky code.

luatable可以说也是lua中最精妙的部分之一，lua是如何选择使用连续结构还是散列结构？内部数据组织形式又是如何使用的？这些疑问都能够得到解答。

通常你和别人说熟悉lua，字符串与table的实现也是不得不说的两块。

ltm.c:

metamethod handling, reread all of lvm.c now.

You may want to reread lapi.c now.

对元表的处理，实际上蛮简单，元表的实现主要表现在各种地方埋点，散布在各个角落，读起来比较轻松，所以读一下C API，你会理解更深。

ldebug.c:

surprise waiting for you. abstract interpretation is used to find object names for tracebacks. does bytecode verification, too.

luadebug相关的一些代码，感兴趣的话可以读一下，我觉得倒没有前面的一些代码重要，但会对lua底层的原理理解更深，特别是callinfo链表与lua栈的构成这块。

lparser.c, lcode.c:

recursive descent parser, targetting a register-based VM. start from chunk() and work your way through. read the expression parser and the code generator parts last.

实现任何语言都逃不过的语法解析与词法解析……

想自己实现语言的可以通读一下，不然的话可能性价比低一些，lua目前用的都是自己实现的解析器，而非用工具yacc、lex之类生成的解析器，所以效率比较高，就是各种硬编码。

lgc.c:

incremental garbage collector. take your time.

Read all the other files as you see references to them. Don’t let your stack get too deep though.

If you’re done before X-Mas and understood all of it, you’re good. The information density of the code is rather high.

lua的gc，解放了C/C++程序员管理内存的压力。

可以先剧透一下，lua使用的是mark sweep垃圾回收，使用黑白灰色标记策略，牵扯到lua的数据结构到调用流程，还是比较复杂的，反正我之前就没读完。

对这块特别感兴趣的同学可以读一读，而且在最新版本的lua5.4当中对垃圾回收进行了改进，不过我没有太关注，感兴趣的同学在读完5.1之后也可以去看看最新版本lua的源码，改动应该还是非常多的。

每个版本改动都很大也可以算lua的传统了吧。

总结

阅读lua源码实际上是很享受的一个过程，你可以把握整个lua的细节，虽然很多东西平时工作用不上，但是你就是有把握全局的感觉，而且如果遇到了Lua底层bug，或者第三方库 要做接入，你就是得懂这一块。

所以我觉得游戏开发人员阅读lua源码还是性价比很高的一件事情，我阅读lua源码，除了语法分析词法分析以及GC这块，一个礼拜就读完了，回来之后感觉lua不过如此！核心源码才这么点！

不过luajit除外，我连外围函数都没读懂

打扰了！！

而且你还能发现不少Lua开发的小技巧，例如：

在阅读源码的过程中，发现strlib给空字符串添加了元表， 如下：

我们实际上可以直接通过字符串去调用string库的函数 类似于：

而我们自己也可以往其中添加方法：

有一种只有我知道的快感有没有！

 

之后想对Unity的Tolua与Unreal的SLua进行比较，这两个库实际上换汤不换药。

只不过Unity只能通过去反射来减少消耗，C#和C++透传的Wrap会带来代码体积膨胀、透传效率等问题；而Unreal因为是静态反射，可以充分享受反射带来的便利，代码量也比tolua少不少，不过不能动态反射了，灵活性上略逊一筹。

不过也是一个想法，后续写不写反正不知道，我还是要啃渲染这块，现在渲染真的是太太太太菜了……

文章最后，时间也不早了，早点睡觉，明日上班。

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