Lua - 重置脚本状态而无需重新解析

Question

我有一个运行Lua脚本的应用程序。每个Lua脚本可能会运行多次。有些脚本甚至可能在按下键时每次都运行。

我希望这些脚本在每次运行之间被“重置”。也就是说，如果用户设置了变量Foo，则下一次运行时该脚本中不应存在Foo，直到用户再次定义它。

问题在于，如果我想要这样的行为，我需要每次创建一个新的lua_State，然后每次打开库，并解析脚本文件，这似乎非常不优化。

加载库可能是相当轻量级的操作（我假设），但解析脚本可能并非如此。

有没有一种方法可以重置Lua脚本的状态（即清除用户代码定义的变量），而无需创建新的lua_State并重新解析整个Lua脚本文件？ 我只想让脚本文件在应用程序启动时解析一次，因为它们在运行时不会修改。

谢谢。 :)

编辑：我发现了这个主题，但它没有详细说明如何做到这一点：http://lua-users.org/lists/lua-l/2006-01/msg00493.html 编辑：lua_setfenv似乎与此相关。我会深入挖掘一下。

编辑：似乎在LUA 5.2之后就没有lua_setfenv了。由于我正在使用5.3，我必须设置环境（即名为_ENV的隐藏表格，其中存储变量）才能做到这一点，从而重新加载所有内容，这正是我不想做的...

- Virus721

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你可以尝试Lua中使用协程实现，也许可以这样做？ - warspyking

Answer 1

上次我调查时的答案很遗憾是不行的。

您还需要记住，Lua 可能会调用库，这些库可能会打开文件、分配内存等等，任何“重置”都需要处理关闭这些文件、释放该内存等等。

作为重置 Lua 状态的替代方法，您可以简单地组织您的代码，使其不需要重置；这显然需要以特定方式编写 Lua 代码。一种方法是要求您的 Lua 代码完全（或几乎完全）包含在函数中，并为每个操作调用一个或多个函数。函数外部的代码（例如）可能会返回由引用组成的 Lua 表，以调用特定入口点；这只会被调用一次。当调用函数时，它会自动清理自己，包括清理任何库分配的项、打开的文件等等。应避免使用全局变量（除非是常量）。我们成功地使用此方法确保仅解析一次 Lua，确定入口点一次，但可以快速调用相对较小的函数而几乎没有开销。

在评论中，您建议在函数块中词法包装 Lua 代码。我认为这比上述方法更不灵活，并具有以下缺点：

• 你将失去进行“一次性初始化”的机会（例如从磁盘读取固定常量）。

• 如果用户插入（例如）不匹配的end ... function B()，那么你就会面临不可预测的问题。

• 你将限制自己每个Lua状态只有一个入口点。

这意味着Lua代码必须以不同的方式编写（实际上是Lua编码人员按所需形式提供代码）。解决这个问题的一种可能方法是使用固定的框架来完成这个任务，并将要调用的代码require为库。我没有尝试过这种方法。

- abligh

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感谢您的帮助。如果某些库正在分配资源，当删除所有用户变量时，这些资源不应该自动释放/垃圾回收吗？ 此外，我可以在运行脚本之前简单地手动删除_ENV中的所有值，并执行lua_settop（0）以重置堆栈吗？ - Virus721

@Virus721 - 当然，如果程序有效地重置自己（或者不需要重置），那就可以。我们所做的与此非常相似，在全局级别上，它只是返回一个函数指针（如果我没记错的话——很久以前我看过它），而该函数本身应该以清理自身的方式运行。但我不确定是否有一种从程序外部重置任意 Lua 程序的方法。我认为“删除所有用户变量”的方法行不通，因为您可能需要知道删除它们的顺序。 - abligh

那么你是在告诉我，在解析用户脚本之前将其包装到一个函数中（即 script = "function main() " + userCode + " end"），只要在返回之前正确清除任何分配的资源，就不需要重置脚本了，是吗？ - Virus721

@Virus721 是的，我也这么认为。这就是我们采取的方法，只不过代码已经被包装了。 - abligh

好的，我会首先尝试这个。谢谢你的帮助。如果你将这个解决方法添加到你的答案中，我会接受它。 - Virus721

Answer 2

如果您想确保每次脚本调用时lua_State相同，您还可以尝试以下方法（适用于我的情况）：

• 将自定义内存分配器传递给lua_newstate，该分配器从内存池中分配内存
• 在解析脚本之后，在第一次“运行”之前，在其他某个内存位置创建内存池的备份
• 在每次“运行”之后，将内存池从备份恢复到原始位置

请注意，这仅照顾了完全包含在Lua数据结构中的资源，并且不涉及从Lua或Lua库以任何方式引用的“外部”资源（例如文件描述符、userdata等）。

因此，在我的情况下，我还通过替换全局表来限制脚本编写者的能力，只提供被认为对上述用法安全的操作。

使用此方法，重置基本上归结为每次“运行”后的一些 memcpy 调用，因此需要复制用于您的脚本的Lua结构所使用的内存所需的时间。

- ILikeLua19

Answer 3

你不能清除lua_State吗？删除所有线程和手动设置的全局变量。你可能需要将用户环境与全局环境分开。

- EinsteinK

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“用户环境”是否与lua_State分离？ - Virus721

有一个全局环境，其中包含'table'和'print'等内容。根据实现方式，这也是用户环境。如果用户执行a = 123，则全局环境中会有一个名为_a_的字段。您可以在C端（我不知道如何）或Lua端将其分离，使用简单的getfenv/setfenv（或_ENV），创建一个新环境，并将元字段__index指向旧环境。 - EinsteinK