环境表

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Lua 5.0

在 Lua 5.0.2 中，Lua 闭包（但不是 C 闭包）具有环境表。环境表用于查找未绑定的名称（即“全局变量”）。当通过执行函数表达式或语句创建新的闭包时，新闭包会获取当前执行闭包的环境表，因此在没有更改的情况下，所有闭包共享同一个环境表，这使得它几乎与以前版本的 Lua 中的全局表相同。

可以使用 lua_getfenv()（在 C 中）和 getfenv()（在 Lua 中）访问闭包的环境表；可以使用 lua_setfenv() / setfenv() 将其设置为不同的表。有关这些函数的信息，请参阅手册。

在 5.0.2 中，C 闭包实际上共享一个全局表，该表与当前执行的线程相关联。C 闭包可以使用伪索引 LUA_GLOBALSINDEX 访问此表（实际上可以使用 lua_replace(L, LUA_GLOBALSINDEX) 修改它）。这很有用，但可能有点混乱。

Lua 5.1

在 5.1 中，每个 C 闭包都有自己的环境表引用。但是，LUA_GLOBALSINDEX 伪索引没有改变，因此引用 LUA_GLOBALSINDEX 的现有代码仍然会引用当前执行线程的“全局”表。（该表现在被称为线程的环境表，可以使用应用于线程对象本身的 lua_getfenv 和 lua_setfenv 访问和修改它。）为了访问闭包的环境表，可以使用 LUA_ENVIRONINDEX；可以使用 lua_getfenv() 和 lua_setfenv()（应用于闭包对象）访问和修改闭包环境表（对于 C 闭包或 Lua 闭包）。

您可以使用 lua_replace(L, LUA_ENVIRONINDEX) 替换“您自己的”环境，就像您可以使用 lua_replace(L, LUA_GLOBALSINDEX) 更改全局表一样。但是，更常见的情况是在新创建的闭包上调用 lua_setfenv()。

（完整）用户数据也有环境表，尽管正如我在其他地方论证的那样（UserDataRefinement），这个名称令人困惑。用户数据环境表仅用于存储与用户数据相关的的信息；它们没有伪索引。

新创建的闭包（和用户数据）会从当前正在执行的闭包（如果有）获取其环境表，否则从当前线程获取。（再说一次，正如我在其他地方论证的那样，这对用户数据来说不是一个特别有用的默认值，但我不会再赘述。）

把什么放在哪里？

• 在堆栈上短暂地存放，在已知索引处
• 或者持久地存放，按照私密性的顺序
  • 在 upvalue 数组中，这是一个固定长度的数组，由 lua_pushcclosure() 在创建 C 闭包时创建。（也就是说，大小在创建时是固定的，但单个元素可以通过 lua_replace() 修改。）
  • 在闭包自己的环境表中
  • 在线程的环境表中
  • 在 Lua 注册表中。

弄清楚这些选项中的哪一个适合什么，可能是一个挑战，但我提供我自己的非常个人化的指南

使用 upvalue

• 用于闭包经常使用的引用数据。这在闭包中特别有用，例如迭代器，它们需要返回其他闭包。
• 用于在对特定闭包的调用之间持久化状态信息。这对于迭代器本身可能很有用，例如，如果迭代状态不能通过迭代协议充分捕获

使用闭包自己的环境表

• 作为相关闭包之间共享的表。例如，这可以是一个好地方来存储闭包作为方法的类的类方法表，以及/或者存储给定类的各个方法共享的持久状态信息。

使用线程的环境表

• 用于保存特定于线程的状态信息。（废话！）在使用 Lua 线程进行多线程的应用程序中，这或多或少等同于线程本地状态；它可能例如与在该特定线程中运行的事件循环有关。

使用注册表

• 用于保存适用于整个应用程序的持久信息，以及
• 只有在万不得已的情况下才使用。

关于线程安全的说明

唯一线程安全的选项是堆栈和线程的环境表。如果lua_lock和lua_unlock被正确定义，你无法通过存储到注册表或闭包的上值数组或环境表来破坏 Lua 状态，但没有任何东西可以阻止另一个（操作系统）线程同时存储其他东西，从而导致标准的竞争条件，其中访问和更新被另一个进程中断。特别是，这适用于 lauxlib 的引用实现（如果存储在注册表中）。然而，有了所有可用的环境表，现在应该更容易避免这种情况。

线程的环境表是线程安全的，前提是每个 Lua 线程都映射到单个操作系统线程（它可以是多对一映射）；也就是说，给定的 Lua 线程始终在同一个操作系统线程中运行。这使得它成为保存 lauxlib 风格引用的一个有吸引力的选项，如果无法完全避免使用它们。

闭包的上值数组和环境表在相同条件下是线程安全的，但这通常更难保证。对于短生命周期闭包（例如，返回给实现迭代器的闭包）来说，这很可能是这种情况，但对于长生命周期闭包（例如，库函数）来说，这不太可能。

如果你发现自己在多线程环境中修改注册表，你应该认真考虑用某种形式的锁来保护修改。这也适用于使用基于注册表的lauxlib功能，例如luaL_newmetatable()，如果它的使用不限于线程初始化之前的阶段。