Lua学习笔记：探究package

前言

本篇在讲什么

理解Lua的package

本篇需要什么

对Lua语法有简单认知
对C++语法有简单认知
依赖Visual Studio工具

本篇的特色

具有全流程的图文教学
重实践，轻理论，快速上手
提供全流程的源码内容

★提高阅读体验★

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♠ 前言

本篇文章简单了解一下Lua的全局表package，及其表内字段功能

♠ 前瞻

阅读本篇文章需要准备编译Lua源码的工程，详情可参考下面文章

Lua学习笔记：在Visual Studio中调试Lua源码和打断点

阅读本篇文章前最好提前了解C/C++和Lua的交互原理，详情可参考下面文章

Lua学习笔记：C/C++和Lua的相互调用

♠ 注册标准库

首先我们要知道，在创建一个新的Lua虚拟机后，其环境内是没有定义任何函数的，我们需要注册一下标准库以供使用，代码如下

lua_State* L = luaL_newstate();
luaL_openlibs(L);

我们通过函数luaL_openlibs向Lua环境注册一些标准函数

♥ luaL_openlibs

函数原型在在脚本linit.c当中，代码如下所示

static const luaL_Reg lualibs[] = {{"", luaopen_base},{LUA_LOADLIBNAME, luaopen_package},{LUA_TABLIBNAME, luaopen_table},{LUA_IOLIBNAME, luaopen_io},{LUA_OSLIBNAME, luaopen_os},{LUA_STRLIBNAME, luaopen_string},{LUA_MATHLIBNAME, luaopen_math},{LUA_DBLIBNAME, luaopen_debug},{NULL, NULL}
};LUALIB_API void luaL_openlibs (lua_State *L) {const luaL_Reg *lib = lualibs;for (; lib->func; lib++) {lua_pushcfunction(L, lib->func);lua_pushstring(L, lib->name);lua_call(L, 1, 0);}
}

可以看到在for循环当中以此把lualibs数组内的函数和函数名字注册到了lua_State内

♥ luaopen_package

函数luaopen_package是注册package表的核心函数，其源码定义在脚本loadlib.c当中，如下所示

LUALIB_API int luaopen_package (lua_State *L) {int i;/* create new type _LOADLIB */luaL_newmetatable(L, "_LOADLIB");lua_pushcfunction(L, gctm);lua_setfield(L, -2, "__gc");/* create `package' table */luaL_register(L, LUA_LOADLIBNAME, pk_funcs);
#if defined(LUA_COMPAT_LOADLIB) lua_getfield(L, -1, "loadlib");lua_setfield(L, LUA_GLOBALSINDEX, "loadlib");
#endiflua_pushvalue(L, -1);lua_replace(L, LUA_ENVIRONINDEX);/* create `loaders' table */lua_createtable(L, 0, sizeof(loaders)/sizeof(loaders[0]) - 1);/* fill it with pre-defined loaders */for (i=0; loaders[i] != NULL; i++) {lua_pushcfunction(L, loaders[i]);lua_rawseti(L, -2, i+1);}lua_setfield(L, -2, "loaders");  /* put it in field `loaders' */setpath(L, "path", LUA_PATH, LUA_PATH_DEFAULT);  /* set field `path' */setpath(L, "cpath", LUA_CPATH, LUA_CPATH_DEFAULT); /* set field `cpath' *//* store config information */lua_pushliteral(L, LUA_DIRSEP "\n" LUA_PATHSEP "\n" LUA_PATH_MARK "\n"LUA_EXECDIR "\n" LUA_IGMARK);lua_setfield(L, -2, "config");/* set field `loaded' */luaL_findtable(L, LUA_REGISTRYINDEX, "_LOADED", 2);lua_setfield(L, -2, "loaded");/* set field `preload' */lua_newtable(L);lua_setfield(L, -2, "preload");lua_pushvalue(L, LUA_GLOBALSINDEX);luaL_register(L, NULL, ll_funcs);  /* open lib into global table */lua_pop(L, 1);return 1;  /* return 'package' table */
}

我们挑重点来看，在开始向环境当中注册了一个名为package的表，并且在表中注册了两个名为loadlib和seeall的函数

static const luaL_Reg pk_funcs[] = {{"loadlib", ll_loadlib},{"seeall", ll_seeall},{NULL, NULL}
};/* create `package' table */
luaL_register(L, LUA_LOADLIBNAME, pk_funcs);

随后依次为表package设置了loaders、path、cpath、config、loaded、preload参数

lua_setfield(L, -2, "loaders");  /* put it in field `loaders' */
setpath(L, "path", LUA_PATH, LUA_PATH_DEFAULT);  /* set field `path' */
setpath(L, "cpath", LUA_CPATH, LUA_CPATH_DEFAULT); /* set field `cpath' */
lua_setfield(L, -2, "config");
lua_setfield(L, -2, "loaded");
lua_setfield(L, -2, "preload");

最后又向loaded中的全局表_G中注册了两个名为require和module的函数

static const luaL_Reg ll_funcs[] = {{"module", ll_module},{"require", ll_require},{NULL, NULL}
};lua_pushvalue(L, LUA_GLOBALSINDEX);
luaL_register(L, NULL, ll_funcs);  /* open lib into global table */

所以经过了上述一通操作，我们的全局表package最终变成了下面这个样子

{["config"]   = "...",["cpath"]    = "...",["loaded"]   = {["_G"]   = {["require"] = function,["module"]  = function,}},["loaders"]  = {},["loadlib"]  = function,["path"]     = "...",["preload"]  = {},["seeall"]   = function,
}

♠ package的参数

从上边创建package的时候我们其实已经知道，其中所包含的字段，这里我们简单了解一下这些个字段都是干嘛用的

通过pairs遍历package的key值，也可以很直观的看到package中所有的参数

在这里插入图片描述

♥ loaders

存储加载器的表，打印出来如下图所示

在这里插入图片描述

其对应的四个加载器，定义在loadlib.c中，代码如下图所示

static const lua_CFunction loaders[] ={loader_preload, loader_Lua, loader_C, loader_Croot, NULL};

这个加载器可以理解为解析文件的方式，比如我们require了一个lua文件，那么会通过loader_Lua方法去解析文件，如果require了一个c文件，那么会通过loader_C方法去解析文件

后续得空专门为require的流程再写一遍笔记

♥ cpath

c加载器的搜索路径，loader_C方法会从package.cpath路径下搜索对应的文件

在这里插入图片描述

♥ path

Lua文件加载器的搜索路径，Luader_Lua方法会从package.path下搜索对应的Lua文件

在这里插入图片描述

我们在D盘某个路径下有个lua文件test3.lua，我们从c盘的一个lua文件正常是require不到他的，现在只要补充搜索路径即可，如下所示

package.path = package.path .. ";D:\\lua_src\\?.lua"
require "test3"

♥ loaded

管理全局函数和已经加载的标准库，在loaded内存在表__G，全局函数和全局表都会存其中管理

在这里插入图片描述

管理一些已经require的模块，require的时候首先会判断package.loaded内是否已经加载过了，如果加载过了直接返回

在这里插入图片描述

♥ loadlib

加载c库中的方法，返回的是一个lua_CFunction，只加载不执行

♥ seeall

为模块设置一个元表，其__index字段引用_G，以便该模块继承全局环境的值。作为功能模块的选项，功能等同于下面代码

setmetatable(M, {__index = _G});

♠ 推送

Github

https://github.com/KingSun5

♠ 结语

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