1.《Lua5.4 源码剖析——基本数据类型 之 数字类型》
2.Lua5.4 源码剖析——性能优化与原理分析
3.Lua5.4 源码剖析——虚拟机2 之 闭包与UpValue
4.tolua源码分析（五）lua使用C#的码语enum
5.《Lua5.4 源码剖析——基本数据类型 之 Function》
6.Unlua源码解析（附） 读源码的前置知识

《Lua5.4 源码剖析——基本数据类型 之 数字类型》

       数字类型在编程中分为整数和浮点数两种。在Lua语言的码语5.3版本之前，所有数字都被底层实现为浮点数，码语整数的码语概念并未独立出来，而是码语通过浮点数的IEEE表示法进行表示与数据存储。这样，码语音乐源码之家在进行整数运算时，码语可能会在多次运算后累积产生出意外的码语浮点误差。因此，码语从Lua5.3版本开始，码语Lua引入了对整数的码语支持，使其不再依赖于浮点数进行表示，码语并且支持位运算等整数运算操作符。码语

       在Lua语言中，码语每个基础对象需要存储其类型标识，码语这个标识在源码《lua.h》中定义为tt，数字类型的tt枚举值为LUA_TNUMBER（对应数字3）。由于数字类型分为整型和浮点型，它们通过类型变体来区分。在源码《lobject.h》中，类型变体LUA_VNUMINT表示整型，而LUA_VNUMFLT表示浮点型。

       数字类型在TValue中定义了Value字段，这个字段包含i和n两个字段，用于分别存储整型和浮点型的数值。在历史原因的影响下，lua_Number并不是指所有数字类型，而是专门指浮点类型；lua_Integer则专门指整型。因此，设置整数或浮点数时，需要先设置Value字段中的n字段（整型）或i字段（浮点型），然后使用settt_宏设置type tag(tt)字段为对应值LUA_VNUMFLT或LUA_VNUMINT。

       在底层，数字类型的数据类型具体表现为lua_Integer和lua_Number。在源码《lua.h》中声明，lua_Number为LUA_NUMBER，lua_Integer为LUA_INTEGER。深入学习它们的定义，可以看到整型有int、long、long long三种类型，浮点型有float、double、sypro easyui源码long double三种类型。Lua5.4的默认配置中，整型使用long long类型，浮点型使用double类型。在Windows平台上，整型使用__int类型。

       至此，数字类型的讲解就告一段落。希望本文对理解Lua语言中的数字类型有所帮助。

Lua5.4 源码剖析——性能优化与原理分析

       本篇教程将引导您深入学习Lua在日常编程中如何通过优化写法来提升性能、降低内存消耗。在讲解每个优化案例时，将附上部分Lua虚拟机源代码实现，帮助您理解背后的原理。

       我们将对优化的评级进行标注：0星至3星，推荐评级越高，优化效果越明显。优化分为以下类别：CPU优化、内存优化、堆栈优化等。

       测试设备：个人MacBookPro，配置为4核2.2GHz i7处理器。使用Lua自带的os.clock()函数进行时间测量，以精确到毫秒级别。为了突出不同写法的性能差异，测试通常循环执行多次并累计总消耗。

       下面是推荐程度从高到低的优化方法：

       3星优化：

       全类型通用CPU优化：高频访问的对象应先赋值给local变量。示例：用循环模拟高频访问，每次访问math.random函数创建随机数。推荐程度：极力推荐。

       String类型优化：使用table.concat函数拼接字符串。示例：循环拼接多个随机数到字符串。推荐程度：极力推荐。

       Table类型优化：Table构造时完成数据初始化。示例：创建初始值为1,2,3的Table。推荐程度：极力推荐。

       Function类型优化：使用尾调用避免堆栈溢出。示例：递归求和函数。推荐程度：极力推荐。

       Thread类型优化：复用协程以减少创建和销毁开销。示例：执行多个不同函数。推荐程度：极力推荐。htk源码分析

       2星优化：

       Table类型优化：数据插入使用t[key]=value方式。示例：插入1到的数字。推荐程度：较为推荐。

       1星优化：

       全类型通用优化：变量定义时同时赋值。示例：初始化整数变量。推荐程度：一般推荐。

       Nil类型优化：相邻赋值nil。示例：定义6个变量，其中3个为nil。推荐程度：一般推荐。

       Function类型优化：不返回多余的返回值。示例：外部请求第一个返回值。推荐程度：一般推荐。

       0星优化：

       全类型通用优化：for循环终止条件无需提前计算缓存。示例：复杂函数计算循环终止条件。推荐程度：无效优化。

       Nil类型优化：初始化时显示赋值和隐式赋值效果相同。示例：定义一个nil变量。推荐程度：无效优化。

       总结：本文从源码层面深入分析了Lua优化策略。请根据推荐评级在日常开发中灵活应用。感谢阅读！

Lua5.4 源码剖析——虚拟机2 之 闭包与UpValue

       故事将由我们拥有了一段 Lua 代码开始，我们先用 Lua 语言写一段简单的打印一加一计算结果的 Lua 代码，并把代码保存在 luatest.lua 文件中：

       可执行的一个 Lua 文件或者一份单独的文本形式 Lua 代码，在 Lua 源码中叫做 "Chunk"。无论我们通过什么形式去执行，或者用什么编辑器去执行，最终为了先载入这段 Lua 的 Chunk 到内存中，无外乎会归结到以下两种方式：1）Lua 文件的载入：require 函数 或 loadfile 函数；2）Lua 文本代码块的载入：load 函数；这两种方式最终都会来到下面源码《lparse.c》luaY_parser 函数。该函数是解析器的入口函数，负责完成代码解析工作，最终会创建并返回一个 Lua 闭包（LClosure），见下图的红框部分：

       另外，上图中间有一行代码最终会调用到 statement 函数，statement 函数是 Chunk 解析的核心函数，它会一个一个字符地处理我们编写的 Lua 代码，完成词法分析和语法分析工作，想要了解字符处理整个状态流程的可以自行研读该部分源码，见源码《lparse.c》statement 函数部分代码：

       完成了解析工作之后，luaY_parser 函数会把解析的所有成果放到 Lua 闭包（LClosure）对象之中，这些存储的vc 2015源码内容能保证后续执行器能正常执行 Lua 闭包对应的代码。

       Lua 闭包由 Proto（也叫函数原型）与 UpValue（也叫上值）构成，见源码《lobject.h》LClosure 定义，我们下面将进行详细的讲解：

       UpValue 是 Lua 闭包数据相关的，在 Lua 的函数调用中，根据数据的作用范围可以把数据分为两种类型：1）内部数据：函数内部自己定义的数据，或者通过函数参数的形式传入的数据（在 Lua 中通过参数传入的数据本质上也是先赋值给一个局部变量）；2）外部数据：在函数的更外层进行定义，脱离了该函数后仍然有效的数据；外部数据在我们的 Lua 闭包中就是 UpValue，也叫上值。

       既然 Lua 支持函数嵌套，也知道了 UpValue 本质就是上层函数的内部数据。那么 UpValue 有必要存储于 Lua 闭包（LClosure）结构体当中吗？是为了性能考虑而做的一层指针引用缓存吗？回答：并不是基于性能的考虑，因为在实际的 Lua 运用场景中，函数嵌套的层数通常来说不会太多，个别函数多一层的查询访问判断不会带来过多的性能开销。需要在闭包当中存储 UpValue 主要原因是因为内存。Lua 作为一门精致小巧的脚本语言，设计初衷不希望占用过多的系统内存，它会尽量及时地清理内存中用不到的对象。在嵌套函数中，内层函数如果仍然有被引用处于有效状态，而外层函数已经没有被引用了已经无效了，此时 Lua 支持在保留内层函数的情况下，对外层函数进行清除，从而可以清理掉外层函数引用的非当前函数 UpValue 用途以外的大量数据内存。

       尽管外层函数被清除了，Lua 仍然可以保持内层函数用到的 UpValue 值的有效性。UpValue 如何能继续保持有效，我们在之前的基础教程《基本数据类型 之 Function》里面学习过，主要是因为 UpValue 有 open 与 close 两种状态，当外层函数被清除的时候，UpValue 会有一个由 open 状态切换到 close 状态的过程，会对数据进行一定的处理，感兴趣的同学可以回到前面复习一下。

       UpValue 有效性例子

       接下来我们举一个代码例子与一个图例，表现一下 UpValue 在退出外层函数后仍然生效的情况，看一下可以做什么样的功能需求，加深一下印象，请看代码与注释：

       上述代码在执行 OutFunc 函数后，外层的 globalFunc 函数变量完成了赋值，每次对它进行调用，都将可以对它引用的 UpValue 值即 outUpValue 变量进行正常加 1。

       函数的lzma 源码编译内部数据属于函数自身的内容，外部其它函数无法通过直接的方式访问其它函数的内部数据。函数自身的东西会存在于 LClosure 结构体的 Proto*p 字段中。Proto 全称 "Function Prototypes"，通常也可以叫做 "函数原型"，我们来看一下它的定义，见源码《lobject.h》Proto 结构体：

       结构体字段比较多，我们先不细看，后面用到哪个字段会再进行补充说明。函数的内部数据分为常量与变量（即函数局部变量），分别对应上图的如下字段：

       1）常量：TValue* k 为指针指向常量数组；int sizek 为函数内部定义的常量个数，也即常量数组 k 的元素个数。

       2）局部变量：LocVar* locvars 为指针指向局部变量数组；int sizelocvars 为函数定义的局部变量个数，也即局部变量数组 locvars 的元素个数。

       UpValue 的描述信息会存储在 Proto 结构体中的 Upvaldesc* upvalues 字段，解析器解析 Lua 代码的时候会生成这个 UpValue 描述信息，并用于生成指令，而执行器运行的时候可以通过该描述信息方便快速地构建出真正的 UpValue 数组。

       至此，我们知道了函数拥有 UpValue，有常量，有局部变量。外部数据 UpValue 也讲完，内部数据也讲完。接下来，我们开始学习函数运行的逻辑指令相关内容。

       函数逻辑指令存储于函数原型 Proto 结构体中，这些函数逻辑是由一行行的 Lua 代码构成的，代码会被解析器翻译成 Lua 虚拟机能识别的指令，我们把这些指令称为 "OpCode"，也叫 "操作码"。Proto 结构体存储 OpCode 使用的是下图中红框部分字段，见源码《lobject.h》Proto 结构体：

       至此，我们可以简单提前说一下 Lua 虚拟机的功能了，本质上来看，Lua 虚拟机的工作，就是为当前函数（或者当前一段 OpCode 数组）准备好数据，然后有序执行 OpCode 指令。

       对 OpCode 有了一定的认识了，接下来我们要补充一个 OpCode 相关的 Lua 闭包相关的内容，就是 Lua 闭包的运行环境。

       一个 Lua 文件在载入的时候会先创建出一个最顶层（Top level）的 Lua 闭包，该闭包默认带有一个 UpValue，这个 UpValue 的变量名为 "_ENV"，它指向 Lua 虚拟机的全局变量表，即_G 表，可以理解为_G 表即为当前 Lua 文件中代码的运行环境 (env)。事实上，每一个 Lua 闭包它们第一个 UpValue 值都是_ENV。

       ENV 的定义在我们之前提到的解析器相关函数 mainfunc 中，见源码《lparser.c》：

       如果想要设置这个载入后的初始运行环境不使用默认的 _G 表，除了直接在该文件代码中重新赋值_ENV 变量这种粗暴且不推荐的方式以外，通常是通过我们前面提到的加载 Lua 文件函数或加载 Lua 字符串代码函数传入 env 参数（Table 类型），就可以用自定义的 Table 作为当前 Lua 闭包的全局变量环境了，env 参数为上面两个函数的最末尾一个参数，'[' 与 ']' 字符中的内容表示参数可选，函数的定义摘自 Lua5.4 官网文档：

       所以我们可以在 Lua 代码通过 _ENV 访问当前环境：

       在 Lua 的旧版本中，变量的查询最多会分为 3 步：1）先从函数局部变量中进行查找；2）找不到的话就从 UpValue 中查找；3）还找不到就从全局环境默认 _G 表查找。而在 Lua5.4 中，把 UpValue 与全局 _G 表的查询统一为 UpValue 查询，并把一些操作判断提前到了解析器解析阶段进行，例如函数内部使用的某个 UpVaue 变量在代码解析的时候就可以通过 UpValue 描述信息知道存储于 Lua 闭包 upvals 数组的哪个下标位置，在执行器运行的时候只需要直接在数组拿取对应下标的这个 UpValue 数据即可。

       从 OpCode 的层面来看，Lua 除了支持通过一个 UpValue 数组下标访问一个 UpValue 变量，在把 _G 表合并到 UpValue 之后，Lua 为此实现了通过一个字符串 key 值从某个 Table 类型的 UpValue 中查询变量的操作。

       至此，我们了解了 Lua 闭包的结构与运行环境，以及 OpCode 的基本概念。接下来，我们将深入学习 OpCode，掌握 OpCode 就掌握了整个 Lua 虚拟机数据与逻辑的流向。

tolua源码分析（五）lua使用C#的enum

       探讨了C#枚举如何在Lua中注册以及与普通类的注册区别。以官方提供的例子为例，展示了如何将C#的UnityEngine.Space类型的枚举推送到Lua层，并在Lua层面测试了诸如tostring、ToInt、Equals等接口，验证了在Lua层可以进行枚举的相等判断，以及将int转换为枚举或将枚举转换为int的操作。

       在Lua层面表示C#的枚举，例子中在第行和第行将枚举推送到Lua层。由于枚举是值类型，C#层使用了enumMap缓存装箱后的object与枚举的映射关系。注册到Lua层的枚举类使用了EnumMetatable。

       具体来看C#枚举注册到Lua的方法，例如在System_EnumWrap.Register方法中。在Lua层表示C#枚举的方式与普通类相似，但需要注意一些区别。

       例如，当使用__tostring方法时，ToLua.ToObject将Lua栈上的userdata转换为object，通过userdata的index查找C#的object缓存，不会产生垃圾收集（GC）。同样地，ToInt方法中的CheckObject同样在C#的object缓存中查找，执行类型检查，也不会产生GC。

       当比较C#的枚举与int类型时，由于使用了==操作符，这会触发装箱，产生一次GC。因此，在实际使用中应尽量避免在Lua层对C#枚举与number进行比较。而在Lua层直接比较两个C#枚举时，它们在Lua层被视为同一份userdata，因为它们来自于同一个C#缓存，index相同。

       在将Lua栈上的number转换为C#枚举的实例时，IntToEnum方法在C#的UnityEngine_SpaceWrap类中实现。这个方法直接将double转换为int，再转换为UnityEngine.Space类型，避免了GC。在C#层推送到Lua层的枚举时，是从C#的缓存中取到枚举对应的object，然后推送到Lua层，也不会产生GC。

       总结，在Lua使用C#的枚举时，从C#到Lua层的传递不会产生GC，在Lua层进行number与枚举类型之间的转换以及直接比较枚举时不触发GC。然而，当比较枚举与number时，会触发一次GC。针对这一情况，可以进行针对性优化。

       下一节将深入研究在开发中常见的C#委托/事件如何注册到Lua函数的实现。

《Lua5.4 源码剖析——基本数据类型 之 Function》

       在编程语言中，函数作为重要的元素，可以分为第一类值语言和第二类值语言。第一类值语言如Lua，其函数与数值类型、布尔类型地位相同，可动态创建、存储与销毁；第二类值语言则无法实现这些操作。Lua是第一类值语言，支持动态函数创建与销毁。

       在Lua中，函数的基本类型枚举为LUA_TFUNCTION，对应8位二进制为 。函数类型变体包括三种：LUA_VLCL（Lua闭包）、LUA_VLCF（C函数指针）和LUA_CCCL（C语言闭包）。闭包由函数与UpValue组成，UpValue为在当前函数外声明但函数内可以访问的变量，类似于局部变量但具备一定作用域。

       闭包分为C类型闭包与Lua类型闭包。C类型闭包在Lua源代码中由C语言实现，主要用于调用C函数。Lua类型闭包则在Lua中动态创建，支持多层嵌套与UpValue管理。闭包实现方式包括C语言闭包和Lua闭包。

       Lua闭包由ClosureHeader宏定义，包含闭包的类型标识、UpValue数组长度、垃圾回收列表等信息。闭包内部的函数通过Proto数据结构定义，包含参数数量、最大寄存器数量、UpValue数量等属性。Lua闭包中的UpValue通过UpVal类型管理，UpVal状态分为open和close两种，open状态时UpVal存储在链表中，close状态时UpVal的值被保存，直到函数返回时才被销毁。

       在实现多返回值时，Lua通过调整运行堆栈的结构，将多个返回值合并，减少内存使用。在尾调用消除中，Lua在函数执行结束时，复用当前函数的栈空间进行下一次函数调用，避免了堆栈溢出的问题。Lua的尾调用优化使得函数调用效率更高，程序运行更稳定。

Unlua源码解析（附） 读源码的前置知识

       在解析Unlua源码时，需要熟悉Lua的基本API和交互机制。以下为关键API及功能解析：

       1. lua_getfield(L, k)：获取指定表中由key k指向的值，压入栈顶。

       2. lua_gettop(L)：返回栈顶元素的索引，即栈的大小。

       3. lua_rawget(L, -2)：与lua_getfield类似，获取t[k]的值压入栈顶，但不调用元方法。

       4. lua_rawset(L, -4)：设置t[k] = v，同样不通过元方法。

       5. lua_remove(L, -2)：移除栈中index为-2的内容，之后所有元素下移。

       6. Lua与C++交互机制：调用开始时，Lua参数依次压入栈；调用结束时，C++返回值压入栈，同时返回值数量。

       在lua.h中，lua与C交互的API如下：

       1.1 lua_register：将C函数设置为全局名称的新值，允许Lua端调用。

       1.2 lua_gettop：返回栈顶元素的索引，用于获取栈大小。

       1.3 lua_pop：弹出栈中指定数量的值。

       1.4 lua_tolstring：将指定位置的值转换为C字符串，并返回字符串长度。

       1.5 lua_tostring：与lua_tolstring类似，但返回长度为NULL。

       1.6 lua_getfield：将表中key指向的值压入栈顶。

       1.7 luaL_getmetatable：获取指定表的元表并入栈。

       1.8 luaL_newmetatable：创建新元表并入栈，或重用已有。

       1.9 lua_getmetatable：获取指定索引处的表的元表。

       1. lua_pushstring：将字符串入栈，Lua会做拷贝。

       1. lua_settable：设置表中key对应的值。

       1. lua_rawset：与lua_settable类似，不调用元方法。

       1. lua_gettable：从表中获取key对应的值。

       1. lua_rawget：与lua_gettable类似，不调用元方法。

       1. lua_pushinteger：将数字入栈。

       1. lua_pushlightuserdata：将指针入栈。

       1. lua_pushcclosure：创建闭包入栈。

       1. lua_pushvalue：复制指定位置的值入栈。

       1. lua_setmetatable：设置表元表。

       1. lua_getglobal：获取全局变量并入栈。

       1. lua_setglobal：设置全局变量值。

       1. lua_pushnil：入栈nil值。

       1. lua_upvalueindex：获取闭包中的upvalue。

       1. lua_touserdata：返回完整 userdata 或 light userdata 指针。

       1. lua_newtable：创建空表并入栈。

       1. lua_createtable：预分配空间后创建空表。

       1. lua_next：用于遍历表元素。

       1. lua_tolstring：将指定位置的值转换为C字符串。

       1. lua_tostring：与lua_tolstring类似，但不返回长度。

       1. lua_newuserdata：分配内存并创建 userdata。

       1. lua_call：调用Lua函数。

       1. lua_pcall：与lua_call类似，用于调用Lua函数。

       在Lua中，存在一些全局方法如rawset和rawget，用于直接写入或读取表元素而避免元方法的调用。

       综上所述，通过掌握这些API，开发者能有效利用Lua与C++的交互机制，实现复杂、高效的数据处理和逻辑交互。