本文来自CSDN博客，转载请标明出处：http://blog.csdn.net/olncy/archive/2008/12/15/3520572.aspx

一、服务器组模型的选型        考虑到近年来计算机硬件技术的飞速发展，物理服务器的性价比得到了很大的提高，结合项目需要通过服务器组给数万玩家提供高质量服务的商业要求，经过研究对比数种服务器模型后，决定采取了上图所示的服务器组模型。   二、MMORPG服务器系统架构        MMORPG大型网游服务器是使用高性能网络I/O模型配合消息队列连接各服务线程的一个非常稳定的高性能网游系统。其中消息队列系基于共享内存自行开发完成。在单服务器标准工作环境下进行测试，一台双 XEON 服务器可以非常轻松地达到为4,500用户每秒处理5,000请求，每秒处理请求数可超过225,000。 三、MMORPG的实现        首先，在基础建设方面，与规划现实中的城市一样，得先搭建起一系列的房屋、道路及出口、管线和诸多NPC人物等构成的基本要素和活动空间，通过在服务器端(Server side)取得预先设计好的综合地理、NPC人物、技能等一系列的初始化数字数据(具体文档片段请见附件A.地图数据文件示例和附件B.司机 NPC 数据文件示例)，然后依靠程序将数字数据和游戏逻辑有机地协调起来，最终形成一套完整的虚拟游戏基础空间。          在确定了地图数据生成规则后，就可以使用编辑器任意编辑游戏场景。依赖于这样良好的基础设施，才能在其他游戏逻辑的配合下实现完整的故事情节。同时服务器端负责将属于用户各自的游戏逻辑数据通过验证后发送到合法的用户客户端机器里，完成客户端游戏逻辑的建立和数据同步。担负服务器与客户端通讯的是自定义格式的数据通讯封包，它就像数字神经般贯穿着整个游戏的始终。数据封包与如下4部分消息有关，它们分别为场景消息, 同步消息，主角消息和界面消息。            A.主角消息包括客户端所控制的角色的所有动作，包括走路，聊天、交易、战斗等。            B.场景消息包括昼夜兴替、气候变化，一定的时间在场景里出现某些东西等，这类消息具有的特点是所有消息的发起者都是服务器，广播对象则是场景里的所有玩家。            C.同步消息是针对发起对象是某个玩家，经过服务器广播给所有看得见他的玩家，该消息也包括所有的动作，该种消息是服务器广播给客户端的，主角消息则一般是客户端主动发给服务器端。            D.界面消息是服务器发给客户端的聊天消息和各种属性及状态变化的信息。          值得一谈的还有处于网络游戏中比较重要的服务器同客户端消息广播和同步问题。其中一种方法是采取在国际上被称为 Mutual synchronization（相互同步），是一种对未来网络的前景的良好预测出来的解决方案来解决确保每个玩家在各自客户端上看到的东西大体是一样的同步问题。          首先客户端需要在登录游戏的时候建立很多张广播列表，这些列表在客户端后台和服务器端要保持不定时同步。其中要建立多张列表，是因为要广播的类型包括全局信息、本地信息和远程信息等等，这些列表都是在客户端登陆的时候根据服务器发过来的消息建立好的。在建立列表的同时，还需要获得每个列表中广播对象的传输时间，并且要维护一张完整的用户状态列表在后台，也是进行不定时的和服务器进行同步，根据本地的用户状态表，可以使一部分决策由客户端来决定，当客户端发送这部分决策的时候，则直接将最终决策发送到各个广播列表里面的客户端，并对其时间进行校对，以保证每个客户端在收到的消息的时间是和本地时间进行校对过的，再采用预测补偿计算提前量的方法，计算出提前量，根据计算量确定实际行走速度，将会使同步变得非常的平滑。          其中，广播的重点就在于如何计算出广播的对象，首先在服务器端的连接结构里面增加一个广播对象的队列，该队列在客户端登陆服务器的时候由服务器传输给合法的客户端，然后由客户端自己来维护这个队列，当有人走出客户端视野的时候，由客户端主动要求服务器给那个对象发送消失的消息。          当有人走进视野的情况，则先需要客户端在每次给服务器发送更新位置的消息的时候，服务器都给该连接算出一个视野范围，然后在需要广播的时候，循环整张地图上的玩家，找到坐标在其视野范围内的玩家从而完成广播的全过程。          其次是虚拟对象系统。其中主要会涉及到NPC的概念，尤其是广泛应用的A Star算法等在提供NPC的人工智能决策方面有着重要的作用。NPC智能使用一种是被动触发事件和是主动触发事件的方式由计算机来实现对NPC做何种决策。A Star算法就是典型的启发式搜索的应用，其普通原理是先设计一个Rule() 函数，来获这一个点的代价，然后每次搜索的时候把下一步可能到达的所有点都经过Rule() 函数评价一下，获取两到三个代价比较小的点，继续搜索，直至得到代价最小的一个点。最明显的应用是NPC在实现自动选择攻击目标和逃跑时的实现。实现自动选择攻击目标时，首先获得地图上距离该NPC附近的敌人列表，设计相应Rule() 函数，根据敌人的强弱、远近，判断出几个评估数据，然后选择代价最小的敌人进行主动攻击。逃跑则是在主动事件里面检查自己的HP，如果HP低于某个值，而敌人正近战攻击的时候，则触发逃跑函数，在逃跑函数里面也是对周围的所有的敌人组织成列表，然后设计Rule() 函数，先分析选择出对你构成威胁最大的敌人，该函数还需要判断敌人的运动速度，战斗力强弱，最后得出一个主要敌人，然后针对该主要敌人进行路径的Rule() 的函数的设计，搜索的范围只可能是和主要敌人相反的方向，然后再根据该几个方向上的敌人的强弱来计算代价，做出最后的选择，如果幸运的话，可以有80%的机率逃往没有 NPC 阻挡的邻近地图中去。          最后，由于脚本是RPG游戏的灵魂，自然脚本编译器就扮演了十分重要的地位。在基于编译的服务器端程序中，是无法在程序的运行过程中构建一些东西的，所以必须通过脚本编译器提供一些简单的语法和文法解析的功能，进行一系列的逻辑判断和循环，以提高服务器端的灵活程度。可使用类似汇编语言的那种结构来实现脚本编译器，设置一些条件跳转和循环来实现逻辑判断和循环。提供一些通用指令，如判断、循环、四则运算、寻址等等，针对不同的脚本采用不同的解析方法，对NPC就用NPC固定的脚本，对Item就用Item固定的脚本，解析完以后就把结果生成底层该对象的结构便于使用。          经过以上的建设步骤，一个完整的MMORPG网络游戏系统就被逐步建立起来了。 ZZ MDNA网络游戏整体架构编程

from: http://bbs.luaer.cn/read-Lua-tid-233.html

环境：lua for windows (lfW)
主页：http://luaforwindows.luaforge.net/

lua for windows其实是一整套Lua的开发环境，它包括：
Lua Interpreter（Lua解释器）
Lua Reference Manual（Lua参考手册）
Quick Lua Tour （Lua快速入门）
Examples （Lua范例）
Libraries with documentation （一些Lua库和文档）
SciTE （一个很棒的多用途编辑器，已经对Lua做了特殊设置）

其它详细的内容请到luaforge的主页上查看。

之所以推荐这套环境是因为它整合了在windows学习和开发Lua所需要的所有东西

，对于新手来说是非常体贴的，附带的SciTE只要经过简单配置就能够很方便的编

写Lua程序，编译，运行，调试。它还是附带自动提示和代码自动补全功能的哦，

对于用惯VC + VA的开发人员来说，实在是太亲切了。

下面介绍一下整个lfW：
下载lfw，最新的版本是5.1.3.13，直接安装，注意最后一步会询问SciTE编辑器

是否使用“黑色”风格，我比较喜欢黑色底色，所以在这里打钩，之后继续。
安装完成后，学习Lua所需要的一切环境就全部安装完毕，十分简单。

下面可以测试是否安装成功
打开SciTE，新建一个文件，输入一行lua代码：

print("hello,lua")

然后保存为hello.lua，注意保存文件时要加文件名后缀.lua，否则可能不能正确

的运行。
按F5，如果SciTE的输出窗口出现
>lua -e "io.stdout:setvbuf 'no'" "hello.lua"
hello,lua
>Exit code: 0
字样则代表整个lua开发环境安装成功。

如果对SciTE默认的配色方案或者字体不满意，点击【Options】菜单中的【Open

Global Options File】，则可以看到SciTE环境的全局配置文件。里面可以修改

的包括字体，颜色，窗口布局等等，修改相应的值即可。如果找不到自己想要修

改的项目，可以再到【Options】的【Open black.properties】（如果使用的是

白色背景，这里则是white.properties）文件中查找，这里存储的是更加细致的

属性配置。修改这两个文件，基本上就能够满足大部分学习或是开发者的个人喜

好。还有一点，在Global Options File中，查找command.help.*.lua，后面对应

的是在编辑器中按下F1键弹出的chm格式的lua手册文件路径，这里需要修改一下

，把文件路径改正确就可以了（5.1.3版本似乎没这个问题了）。

整个环境还附带一个QuickLuaTour，是一个用Lua写的一个基于控制台的小教程，

很易于理解。

基本上整个环境就是这样，之后就可以开始学习Lua了。

转载： http://www.d2-life.com/LBS/blogview.asp?logID=41

　　使用Lua作脚本，主要是因为它小巧玲珑（体积小，运行快），而且它的语法又比较简单明了。不过，使用LuaAPI将Lua引擎集成到程序中，确实有一些不方便——用落木随风网友的话来说，就是"就象用汇编"。当然，现在你不用再这么辛苦了，因为你可以使用LuaWrapper For C++。使用这个工具，在C++中集成Lua脚本就是轻而易举的事。你原有的C++函数和类，几乎不需要任何改变，就可以与Lua脚本共享。

作者： 沐枫 （第二人生成员）
版权所有转载请注明原出处
主页：第二人生 http://www.d2-life.com
　　　http://www.d2-life.com/LBS/blogview.asp?logID=41

为什么要用Lua作脚本？
　　使用Lua作脚本，主要是因为它小巧玲珑（体积小，运行快），而且它的语法又比较简单明了。不过，使用LuaAPI将Lua引擎集成到程序中，确实有一些不方便——用落木随风网友的话来说，就是"就象用汇编"。当然，现在你不用再这么辛苦了，因为你可以使用LuaWrapper For C++。使用这个工具，在C++中集成Lua脚本就是轻而易举的事。你原有的C++函数和类，几乎不需要任何改变，就可以与Lua脚本共享。
　　我们接下来，用实例来说明，如何用LuaWrapper来集成Lua脚本到你的程序中去。

1.  创建Lua引擎
　　LuaWrap lua; 或者 LuaWrap* lua = new LuaWrap;
　　创建一个LuaWrap对象，就是创建一个Lua脚本引擎。并且根据Lua的特性，你可以创建任意多个Lua引擎，甚至可以分布在不同的线程当中。

2.  装载并执行脚本程序
　　你可以从缓冲区中装载Lua脚本：
　　lua.LoadString(
　　　　"print('Hello World')"
　　);
　　当然，你也可以从文件中装入，并执行Lua脚本：
　　Lua.LoadFile("./test.lua");
　　Lua的脚本，可以是源代码，也可以经过编译后的中间代码。也许你对编译后的中间代码更感兴趣——如果你不希望让源代码赤裸裸的袒露在大家的眼前。

3.  获取和设置Lua变量
　　能够获取和设置脚本变量的内容，是一个最基本的功能。你可以使用GetGlobal和SetGlobal函数来做到这一点：
　　(1)  获取变量：
　　　　int a = lua.GetGlobal<int>("a");
　　　　LuaTable table = lua.GetGlobal<LuaTable>("t");
　　　　这里，<> 里头的类型，就是想要的变量的类型。
　　(2)  设置变量：
　　　　lua.SetGlobal("a", a);
　　　　lua.SetGlobal("t", table);

4.  调用Lua函数
　　使用Call函数，就可以很简单的从你的程序中调用Lua函数：
　　lua.Call<void>("print", "Hello World");
　　int sum = lua.Call<int>("add", 2, 3);
　　这里，<> 里头的类型是返回值的类型。

5.  如何让Lua也能调用C++的函数
　　精采的地方来了。假如有下面这样的一个函数：
　　int add(int a, int b)
　　{
　　　　return a + b;
　　}
　　如果想让它能够让Lua使用，只需将它注册到Lua引擎当中就可以了：
　　lua.RegisterFunc("add", int(int,int), add);
　　这样，Lua中就可以用直接使用了：
　　（Lua脚本）sum = add(1, 3)

　　(*) RegisterFunc的功能，就是让你把C++的函数注册到Lua中，供Lua脚本使用。
　　　　第一个参数，是想要在Lua中用的函数名。
　　　　第二个参数，是C++中函数的原型； C++允许函数重载的，你可以使用函数原型，来选择需要注册到Lua引擎中的那个函数。
　　　　第三个参数，就是C++中函数的指针了。

6.  如何能让C++的类在Lua中使用
　　我们先看看下面这个C++类：
class MyArray
{
  std::vector<double> array;
public:
  void setvalue(int index, double value);
  double getvalue(int index);
  int size();
  const char* ToString();
};

　　你准备要让Lua能够自由访问并操作这个类。很简单，你只需增加几个宏定义就可以了：

class MyArray
{
  std::vector<double> array;
public:
  void setvalue(int index, double value);
  double getvalue(int index);
  int size();
  const char* ToString();
  // 将一个 class 作为一个 Lua 对象是很容易的，只需要增加以下宏定义。
  DEFINE_TYPENAME("My.array");
  BEGIN_REGLUALIB("array")
      LUALIB_ITEM_CREATE("new", MyArray )  // 创建MyArray 
      LUALIB_ITEM_DESTROY("del", MyArray )  // 消除MyArray。
  END_REGLUALIB()
  BEGIN_REGLUALIB_MEMBER()
    LUALIB_ITEM_FUNC("size", int (MyArray*), &MyArray::size)
    LUALIB_ITEM_FUNC("__getindex", double(MyArray*, int), &MyArray::getvalue)  
    LUALIB_ITEM_FUNC("__newindex", void (MyArray*, int, double), &MyArray::setvalue)
    LUALIB_ITEM_FUNC("__tostring", const char* (MyArray*), &MyArray::ToString)
    LUALIB_ITEM_DESTROY("__gc", MyArray )   // 垃圾收集时消除对象用。
  END_REGLUALIB_MEMBER()
};

　　只要有了这些宏定义，这个类就是可以在Lua中使用的类了，我们就可以在Lua中注册这个类了：
　　lua.Register<MyArray>()

　　这样注册以后，我们在Lua中就可以使用这个类了：
　　a = array.new()  -- 创建对象，相当于 a = new Myarray
　　a[1] = 10  -- 调用__newindex，也就是C++中的 a->setvalue(1, 10)
　　a[2] = 20  -- 调用__newindex，也就是C++中的 a->setvalue(2, 20)
　　print(
　　　　a,  -- 调用 __tostring，也就是C++中的 a->ToString()
　　　　a:size(), -- 相当于C++中的 a->size()
　　　　a[1], -- 调用__getindex，也就是C++中的a->getvalue(1)
　　　　a[2]) --调用__getindex，也就是C++中的a->getvalue(2)
　　array.del(a)  -- 清除对象，相当于 delete a
　　a = nil  -- 清空 a，很象C++中的 a = NULL

　　当然，你也可以不用del这个对象，而是等待Lua帮你自动进行垃圾回收。在Lua进行垃圾回收时，它会自动调用这个对象的 __gc ，相当于 delete。

　　那么，在C++中要创建MyArray对象，并且传递给Lua全局变量怎么办？就象前面讲过的一样，使用SetGlobal：
　　MyArray* a = new MyArray;
　　lua.SetGlobal("a", a);
　　要获取该对象，同样的，应该使用GetGlobal：
　　MyArray* a = lua.GetGlobal<MyArray>("a");
　　
　　对于传递给Lua的对象，就让Lua来管理该对象的生存周期好了。如果你非要删除它的话，你可以使用DelGlobalObject：
　　lua.DelGlobalObject<MyArray>("a");
　　不过这么做的话，你应当明白你在做什么，因为在Lua的脚本中，可能已经在多处引用了这个对象了。删除了其中一个，将导致其它引用对象失效，从而可能引致系统崩溃。

　　(1)  DEFINE_TYPENAME("My.array");
　　　　定义类型的名称。在Lua中，这个类型名称是唯一用来识别C++类型的，你必须为不同的对象给予不同的名称。

　　(2)  BEGIN_REGLUALIB("array") ... END_REGLUALIB()
　　　　你可以为一个对象定义一个程序库，"array"就是程序库的名字。在程序库中定义的函数是全局函数，在Lua中，使用该函数，需要在函数前加上库的名字，如：array.new（）。通常，程序库会包含创建对象的方法。如：
　　　　LUALIB_ITEM_CREATE("new", MyArray )  // 创建MyArray

　　　　这样子，你才能在Lua中创建MyArray：
　　　　a = array.new()
　　
　　　　你也可以选择增加一个删除对象操作：
　　　　LUALIB_ITEM_DESTROY("del", MyArray )   // 删除MyArray
　　　　这样，你就可以直接删除一个对象了：
　　　　array.del(a)

　　(3)  BEGIN_REGLUALIB_MEMBER() ...END_REGLUALIB_MEMBER()
　　　　在此处，你可以定义对象的成员函数，也可以重载对象的操作符——是的，就象C++的operator重载。例如：
　　　　LUALIB_ITEM_FUNC("__newindex", void (MyArray*, int, double), &MyArray::setvalue)
　　　　就是重载 operator[] 操作符。Lua中可重载的操作符还有许多，如：

　　　　__getindex：操作符[]，支持读取访问，如 v = a[10]
　　　　__newindex：操作符[]，支持赋值访问，如 a[10] = 1.22
　　　　__tostring：将变量转换成字串__add：等同于operator +
　　　　__add：操作符 ＋
　　　　__sub：操作符 -
　　　　__mul：操作符 ×
　　　　__div：操作符 ÷
　　　　__pow：操作符 ^ (乘方)
　　　　__unm：一元操作符 -
　　　　__concat：操作符 .. (字符串连接)
　　　　__eq：操作符 == (a ~= b等价于 not a == b)
　　　　__lt：操作符 < (a > b 等价于 b < a)
　　　　__le：操作符 <= (a >= b 等价于 b <= a，要注意的是，如果没有定义"__le"，则Lua将会尝试将a<=b 转换成 not (b < a) )

　　　　__gc：在垃圾回收时调用此函数，相当于C++的析构函数。强烈建议定义此操作符，以免造成内存泄漏等情况。比如：
　　　　LUALIB_ITEM_DESTROY("__gc", MyArray )   // 垃圾收集时消除对象用。

　　　　(注) 这里要说明一下，在lua中，访问索引操作符是__index，不是__getindex，在luaWrapper库中，为了方便使用，将其映射为__getindex，同时，对__index的定义将会被忽略。

　　　　就这么简单。假如你已经有现成的类，而你没有修改该类的权力，如何将其加入到Lua中呢？答案就是，继承它，将把派生类加入到Lua中。

结束语
　　LuaWrapper 需要用到boost库的支持：boost/type_traits.hpp, boost/function.hpp, boost/bind.hpp，它使用了C++的模板部份特化，因此，C++编译器如果不支持此特性，将无法编译。目前支持此特性的编译器已经有很多。在VisualStudo产品系列中，只有VC7.1能支持此特性，因此，您如果正在使用VisualStudio，请确认你用的是VisualStudio2003。
　　如果你觉得 LuaWrapper For C++ 能够帮助你，我会感觉很荣幸。我很愿意将这个程序库分享给大家。顺便一提的是，如果你在使用过程中发现BUG，或是有好的建议，希望您能与我联系。你在使用过程中，请不要删除文件中的署名信息；如果你修改了程序库，请您在修改的文件中加入您的修改说明。当然，我会非常欢迎您能将修改后的程序回馈给我。我会继续优化并完善它。

使用 Lua 编写可嵌入式脚本

Lua 提供了高级抽象，却又没失去与硬件的关联

将此页作为电子邮件发送 级别: 初级 Martin Streicher (martin.streicher@linux-mag.com), 首席编辑, Linux Magazine 2006 年 6 月 12 日 虽然编译性编程语言和脚本语言各自具有自己独特的优点，但是如果我们使用这两种类型的语言来编写大型的应用程序会是什么样子呢？Lua 是一种嵌入式脚本语言，它非常小，速度很快，功能却非常强大。在创建其他配置文件或资源格式（以及与之对应的解析器）之前，请尝试一下 Lua。 尽管诸如 Perl、Python、PHP 和 Ruby 之类的解释性编程语言日益被 Web 应用程序广泛地采纳 —— 它们已经长期用来实现自动化系统管理任务 —— 但是诸如 C、C++ 之类的编译性编程语言依然是必需的。编译性编程语言的性能是脚本语言所无法企及的（只有手工调优的汇编程序的性能才能超过它），有些软件 —— 包括操作系统和设备驱动程序 —— 只能使用编译代码来高效地实现。实际上，当软件和硬件需要进行无缝地连接操作时，程序员本能地就会选择 C 编译器：C 非常基础，距离 “原始金属材料非常近” —— 即可以操作硬件的很多特性 —— 并且 C 的表现力非常强大，可以提供高级编程结构，例如结构、循环、命名变量和作用域。 然而，脚本语言也有自己独特的优点。例如，当某种语言的解释器被成功移植到一种平台上以后，使用这种语言编写的大量脚本就可以不加任何修改在这种新平台上运行 —— 它们没有诸如系统特定的函数库之类的依赖限制。（我们可以考虑一下 Microsoft® Windows® 操作系统上的许多 DLL 文件和 UNIX® 及 Linux® 上的很多 libcs）。另外，脚本语言通常都还会提供高级编程构造和便利的操作，程序员可以使用这些功能来提高生产效率和灵活性。另外，使用解释语言来编程的程序员工作的速度更快，因为这不需要编译和链接的步骤。C 及其类似语言中的 “编码、编译、链接、运行” 周期缩减成了更为紧凑的 “编写脚本、运行”。 Lua 新特性 与其他脚本语言一样，Lua 也有自己的一些特性： Lua 类型。在 Lua 中，值可以有类型，但是变量的类型都是动态决定的。nil、布尔型、数字 和 字符串 类型的工作方式与我们期望的一样。 Nil 是值为 nil 的一种特殊类型，用来表示没有值。 布尔型的值可以是 true 和 false 常量。（Nil 也可以表示 false，任何非 nil 的值都表示 true。） Lua 中所有的数字都是双精度的（不过我们可以非常简便地编写一些代码来实现其他数字类型）。 字符串是定长字符数组。（因此，要在一个字符串后面附加上字符，必须对其进行拷贝。） 表、函数 和线程 类型都是引用。每个都可以赋值给一个变量，作为参数传递，或作为返回值从函数中返回。例如，下面是一个存储函数的例子： -- example of an anonymous function -- returned as a value -- see http://www.tecgraf.puc-rio.br/~lhf/ftp/doc/hopl.pdf function add(x) return function (y) return (x + y) end end f = add(2) print(type(f), f(10)) function 12 Lua 线程。线程是通过调用内嵌函数 coroutine.create(f) 创建的一个协同例程 (co-routine)，其中 f 是一个 Lua 函数。线程不会在创建时启动；相反，它是在创建之后使用 coroutine.resume(t) 启动的，其中 t 就是一个线程。每个协同例程都必须使用 coroutine.yield() 偶尔获得其他协同例程的处理器。 赋值语句。Lua 允许使用多种赋值语句，可以先对表达式进行求值，然后再进行赋值。例如，下面的语句： i = 3 a = {1, 3, 5, 7, 9} i, a[i], a[i+1], b = i+1, a[i+1], a[i] print (i, a[3], a[4], b, I) 会生成 4 7 5 nil nil。如果变量列表的个数大于值列表的个数，那么多出的变量都被赋值为 nil；因此，b 就是 nil。如果值的个数多于变量的个数，那么多出的值部分就会简单地丢弃。在 Lua 中，变量名是大小写敏感的，这可以解释为什么 I 的值是 nil。 块（Chunk）。 块 可以是任何 Lua 语句序列。块可以保存到文件中，或者保存到 Lua 程序中的字符串中。每个块都是作为一个匿名函数体来执行的。因此，块可以定义局部变量和返回值。 更酷的东西。Lua 具有一个标记-清理垃圾收集器。在 Lua 5.1 中，垃圾收集器是以增量方式工作的。Lua 具有完整的词法闭包（这与 Scheme 类似，而与 Python 不同）。Lua 具有可靠的尾部调用语义（同样，这也与 Scheme 类似，而与 Python 不同）。 在 Programming in Lua 和 Lua-users wiki （链接请参见后面的 参考资料 部分）中可以找到更多 Lua 代码的例子。 在所有的工程任务中，要在编译性语言和解释性语言之间作出选择，就意味着要在这种环境中对每种语言的优缺点、权重和折中进行评测，并接受所带来的风险。 回页首 在两个世界之间最好地进行混合 如果您希望充分利用这两个世界的优点，应该怎样办呢，是选择最好的性能还是选择高级强大的抽象？更进一步说，如果我们希望对处理器密集且依赖于系统的算法和函数以及与系统无关且很容易根据需要而进行修改的单独逻辑进行优化，那又当如何呢？ 对高性能代码和高级编程的需要进行平衡是 Lua（一种可嵌入式脚本语言）要解决的问题。在需要时我们可以使用编译后的代码来实现底层的功能，然后调用 Lua 脚本来操作复杂的数据。由于 Lua 脚本是与编译代码独立的，因此我们可以单独修改这些脚本。使用 Lua，开发周期就非常类似于 “编码、编译、运行、编写脚本、编写脚本、编写脚本 ...”。 例如，Lua Web 站点 “使用” 页面（请参见 参考资料）列出了主流市场上的几个计算机游戏，包括 World of Warcraft 和（家用版的）Defender，它们集成 Lua 来实现很多东西，从用户界面到敌人的人工智能都可以。Lua 的其他应用程序包括流行的 Linux 软件更新工具 apt-rpm 的扩展机制，还有 “Crazy Ivan” Robocup 2000 冠军联赛的控制逻辑。这个页面上的很多推荐感言都对 Lua 的小巧与杰出性能赞不绝口。 回页首 开始使用 Lua Lua 5.0.2 版本是撰写本文时的最新版本，不过最近刚刚发布了 5.1 版本。您可以从 lua.org 上下载 Lua 的源代码，在 Lua-users wiki（链接请参见 参考资料）上可以找到预先编译好的二进制文件。完整的 Lua 5.0.2 核心文件中包括了标准库和 Lua 编译器，不过只有 200KB 大小。 如果您使用的是 Debian Linux，那么可以以超级用户的身份运行下面的命令来快速安装 Lua 5.0： # apt-get install lua50 本文中给出的例子都是在 Debian Linux Sarge 上运行的，使用的是 Lua 5.0.2 和 2.4.27-2-686 版本的 Linux 内核。 在系统上安装好 Lua 之后，我们可以首先来试用一下单独的 Lua 解释器。（所有的 Lua 应用程序必须要嵌入到宿主应用程序中。解释器只是一种特殊类型的宿主，对于开发和调试工作来说非常有用。）创建一个名为 factorial.lua 的文件，然后输入下面的代码： -- defines a factorial function function fact (n) if n == 0 then return 1 else return n * fact(n-1) end end print("enter a number:") a = io.read("*number") print(fact(a)) factorial.lua 中的代码 —— 更确切地说是任何 Lua 语句序列 —— 都称为一个块，这在上面的 Lua 特性 中已经进行了介绍。要执行刚才创建的代码块，请运行命令 lua factorial.lua： $ lua factorial.lua enter a number: 10 3628800 或者像在其他解释性语言中一样，我们可以在代码顶部添加一行 “标识符”（#!），使这个脚本变成可执行的，然后像单独命令一样来运行这个文件： $ (echo '#! /usr/bin/lua'; cat factorial.lua) > factorial $ chmod u+x factorial $ ./factorial enter a number: 4 24 回页首 Lua 语言 Lua 具有现代脚本语言中的很多便利：作用域，控制结构，迭代器，以及一组用来处理字符串、产生及收集数据和执行数学计算操作的标准库。在 Lua 5.0 Reference Manual 中有对 Lua 语言的完整介绍（请参见 参考资料）。 在 Lua 中，只有值 具有类型，而变量的类型是动态决定的。Lua 中的基本类型（值）有 8 种： nil，布尔型，数字，字符串，函数，线程，表 以及 用户数据。前 6 种类型基本上是自描述的（例外情况请参见上面的 Lua 特性 一节）；最后两个需要一点解释。 Lua 表 在 Lua 中，表是用来保存所有数据的结构。实际上，表是 Lua 中惟一的 数据结构。我们可以将表作为数组、字典（也称为散列 或联合数组）、树、记录，等等。 与其他编程语言不同，Lua 表的概念不需要是异构的：表可以包含任何类型的组合，也可以包含类数组元素和类字典元素的混合体。另外，任何 Lua 值 —— 包括函数或其他表 —— 都可以用作字典元素的键值。 要对表进行浏览，请启动 Lua 解释器，并输入清单 1 中的黑体显示的代码。 清单 1. 体验 Lua 表 $ lua > -- create an empty table and add some elements > t1 = {} > t1[1] = "moustache" > t1[2] = 3 > t1["brothers"] = true > -- more commonly, create the table and define elements > all at once > t2 = {[1] = "groucho", [3] = "chico", [5] = "harpo"} > t3 = {[t1[1]] = t2[1], accent = t2[3], horn = t2[5]} > t4 = {} > t4[t3] = "the marx brothers" > t5 = {characters = t2, marks = t3} > t6 = {["a night at the opera"] = "classic"} > -- make a reference and a string > i = t3 > s = "a night at the opera" > -- indices can be any Lua value > print(t1[1], t4[t3], t6[s]) moustache the marx brothers classic > -- the phrase table.string is the same as table["string"] > print(t3.horn, t3["horn"]) harpo harpo > -- indices can also be "multi-dimensional" > print (t5["marks"]["horn"], t5.marks.horn) harpo harpo > -- i points to the same table as t3 > = t4[i] the marx brothers > -- non-existent indices return nil values > print(t1[2], t2[2], t5.films) nil nil nil > -- even a function can be a key > t = {} > function t.add(i,j) >> return(i+j) >> end > print(t.add(1,2)) 3 > print(t['add'](1,2)) 3 > -- and another variation of a function as a key > t = {} > function v(x) >> print(x) >> end > t[v] = "The Big Store" > for key,value in t do key(value) end The Big Store 正如我们可能期望的一样，Lua 还提供了很多迭代器函数来对表进行处理。全局变量 table 提供了这些函数（是的，Lua 包就是表）。有些函数，例如 table.foreachi()，会期望一个从 1（数字 1）开始的连续整数范围： > table.foreachi(t1, print) 1 moustache 2 3 另外一些函数，例如 table.foreach()，会对整个表进行迭代： > table.foreach(t2,print) 1 groucho 3 chico 5 harpo > table.foreach(t1,print) 1 moustache 2 3 brothers true 尽管有些迭代器对整数索引进行了优化，但是所有迭代器都只简单地处理 (key, value) 对。 现在我们可以创建一个表 t，其元素是 {2, 4, 6, language="Lua", version="5", 8, 10, 12, web="www.lua.org"}，然后运行 table.foreach(t, print) 和 table.foreachi(t, print)。 用户数据 由于 Lua 是为了嵌入到使用另外一种语言（例如 C 或 C++）编写的宿主应用程序中，并与宿主应用程序协同工作，因此数据可以在 C 环境和 Lua 之间进行共享。正如 Lua 5.0 Reference Manual 所说，userdata 类型允许我们在 Lua 变量中保存任意的 C 数据。我们可以认为 userdata 就是一个字节数组 —— 字节可以表示指针、结构或宿主应用程序中的文件。 用户数据的内容源自于 C，因此在 Lua 中不能对其进行修改。当然，由于用户数据源自于 C，因此在 Lua 中也没有对用户数据预定义操作。不过我们可以使用另外一种 Lua 机制来创建对 userdata 进行处理的操作，这种机制称为 元表（metatable）。 元表 由于表和用户数据都非常灵活，因此 Lua 允许我们重载这两种类型的数据的操作（不能重载其他 6 种类型）。元表 是一个（普通的）Lua 表，它将标准操作映射成我们提供的函数。元表的键值称为事件；值（换而言之就是函数）称为元方法。 函数 setmetatable() 和 getmetatable() 分别对对象的元表进行修改和查询。每个表和 userdada 对象都可以具有自己的元表。 例如，添加操作对应的事件是 __add。我们可以推断这段代码所做的事情么？ -- Overload the add operation -- to do string concatenation -- mt = {} function String(string) return setmetatable({value = string or ''}, mt) end -- The first operand is a String table -- The second operand is a string -- .. is the Lua concatenate operator -- function mt.__add(a, b) return String(a.value..b) end s = String('Hello') print((s + ' There ' + ' World!').value ) 这段代码会产生下面的文本： Hello There World! 函数 String() 接收一个字符串 string，将其封装到一个表（{value = s or ''}）中，并将元表 mt 赋值给这个表。函数 mt.__add() 是一个元方法，它将字符串 b 添加到在 a.value 中找到的字符串后面 b 次。这行代码 print((s + ' There ' + ' World!').value ) 调用这个元方法两次。 __index 是另外一个事件。__index 的元方法每当表中不存在键值时就会被调用。下面是一个例子，它记住 (memoize) 函数的值： -- code courtesy of Rici Lake, rici@ricilake.net function Memoize(func, t) return setmetatable( t or {}, {__index = function(t, k) local v = func(k); t[k] = v; return v; end } ) end COLORS = {"red", "blue", "green", "yellow", "black"} color = Memoize( function(node) return COLORS[math.random(1, table.getn(COLORS))] end ) 将这段代码放到 Lua 解释器中，然后输入 print(color[1], color[2], color[1])。您将会看到类似于 blue black blue 的内容。 这段代码接收一个键值 node，查找 node 指定的颜色。如果这种颜色不存在，代码就会给 node 赋一个新的随机选择的颜色。否则，就返回赋给 node 的颜色。在前一种情况中，__index 元方法被执行一次以分配一个颜色。后一种情况比较简单，所执行的是快速散列查找。 Lua 语言提供了很多其他功能强大的特性，所有这些特性都有很好的文档进行介绍。在碰到问题或希望与专家进行交谈时，请连接 Lua Users Chat Room IRC Channel（请参见 参考资料）获得非常热心的支持。 回页首 嵌入和扩展 除了语法简单并且具有功能强大的表结构之外，Lua 的强大功能使其可以与宿主语言混合使用。由于 Lua 与宿主语言的关系非常密切，因此 Lua 脚本可以对宿主语言的功能进行扩充。但是这种融合是双赢的：宿主语言同时也可以对 Lua 进行扩充。举例来说，C 函数可以调用 Lua 函数，反之亦然。 Lua 与宿主语言之间的这种共生关系的核心是宿主语言是一个虚拟堆栈。虚拟堆栈与实际堆栈类似，是一种后进先出（LIFO）的数据结构，可以用来临时存储函数参数和函数结果。要从 Lua 中调用宿主语言的函数（反之亦然），调用者会将一些值压入堆栈中，并调用目标函数；被调用的函数会弹出这些参数（当然要对类型和每个参数的值进行验证），对数据进行处理，然后将结果放入堆栈中。当控制返回给调用程序时，调用程序就可以从堆栈中提取出返回值。 实际上在 Lua 中使用的所有的 C 应用程序编程接口（API）都是通过堆栈来进行操作的。堆栈可以保存 Lua 的值，不过值的类型必须是调用程序和被调用者都知道的，特别是向堆栈中压入的值和从堆栈中弹出的值更是如此（例如 lua_pushnil() 和 lua_pushnumber()。 清单 2 给出了一个简单的 C 程序（节选自 参考资料 中 Programming in Lua 一书的第 24 章），它实现了一个很小但却功能完善的 Lua 解释器。 清单 2. 一个简单的 Lua 解释器 1 #include <stdio.h> 2 #include <lua.h> 3 #include <lauxlib.h> 4 #include <lualib.h> 5 6 int main (void) { 7 char buff[256]; 8 int error; 9 lua_State *L = lua_open(); /* opens Lua */ 10 luaopen_base(L); /* opens the basic library */ 11 luaopen_table(L); /* opens the table library */ 12 luaopen_io(L); /* opens the I/O library */ 13 luaopen_string(L); /* opens the string lib. */ 14 luaopen_math(L); /* opens the math lib. */ 15 16 while (fgets(buff, sizeof(buff), stdin) != NULL) { 17 error = luaL_loadbuffer(L, buff, strlen(buff), "line") || 18 lua_pcall(L, 0, 0, 0); 19 if (error) { 20 fprintf(stderr, "%s", lua_tostring(L, -1)); 21 lua_pop(L, 1); /* pop error message from the stack */ 22 } 23 } 24 25 lua_close(L); 26 return 0; 27 } 第 2 行到第 4 行包括了 Lua 的标准函数，几个在所有 Lua 库中都会使用的方便函数以及用来打开库的函数。第 9 行创建了一个 Lua 状态。所有的状态最初都是空的；我们可以使用 luaopen_...() 将函数库添加到状态中，如第 10 行到第 14 行所示。 第 17 行和 luaL_loadbuffer() 会从 stdin 中以块的形式接收输入，并对其进行编译，然后将其放入虚拟堆栈中。第 18 行从堆栈中弹出数据并执行之。如果在执行时出现了错误，就向堆栈中压入一个 Lua 字符串。第 20 行访问栈顶（栈顶的索引为 -1）作为 Lua 字符串，打印消息，然后从堆栈中删除该值。 使用 C API，我们的应用程序也可以进入 Lua 状态来提取信息。下面的代码片段从 Lua 状态中提取两个全局变量： .. if (luaL_loadfile(L, filename) || lua_pcall(L, 0, 0, 0)) error(L, "cannot run configuration file: %s", lua_tostring(L, -1)); lua_getglobal(L, "width"); lua_getglobal(L, "height"); .. width = (int) lua_tonumber(L, -2); height = (int) lua_tonumber(L, -1); .. 请再次注意传输是通过堆栈进行的。从 C 中调用任何 Lua 函数与这段代码类似：使用 lua_getglobal() 来获得函数，将参数压入堆栈，调用 lua_pcall()，然后处理结果。如果 Lua 函数返回 n 个值，那么第一个值的位置在堆栈的 -n 处，最后一个值在堆栈中的位置是 -1。 反之，在 Lua 中调用 C 函数也与之类似。如果您的操作系统支持动态加载，那么 Lua 可以根据需要来动态加载并调用函数。（在必须使用静态加载的操作系统中，可以对 Lua 引擎进行扩充，此时调用 C 函数时需要重新编译 Lua。） 回页首 结束语 Lua 是一种学习起来容易得难以置信的语言，但是它简单的语法却掩饰不了其强大的功能：这种语言支持对象（这与 Perl 类似），元表使表类型具有相当程度的可伸展性，C API 允许我们在脚本和宿主语言之间进行更好的集成和扩充。Lua 可以在 C、C++、C#、Java™ 和 Python 语言中使用。 在创建另外一个配置文件或资源格式（以及相应的处理程序）之前，请尝试一下 Lua。Lua 语言及其社区非常健壮，具有创新精神，随时准备好提供帮助。 回页首 参考资料 学习 您可以参阅本文在 developerWorks 全球站点上的 英文原文。 Reference manual for Lua 5.0 介绍了 Lua 语言的完整知识。 Roberto Ierusalimschy 所著的 Programming in Lua（Roberto Ierusalimschy，2003 年）是学习如何使用 Lua 有效地进行编码的非常有用的资源。 请参阅 Lua-users wiki 中的 library of Lua 教程，学习如何使用 Lua 的特性。 请参阅 使用 Lua 的项目列表。 在 developerWorks Linux 专区 可以找到为 Linux 开发人员准备的更多资源。 随时关注 developerWorks 技术事件和网络广播。 获得产品和技术 下载 Lua 5.0.2 或 Lua 5.1 源代码，从头开始编译 Lua。 在 Lua-users wiki 上，浏览很多预先构建的、可安装的 Lua 二进制文件。 在 LuaForge 上可以找到大量的代码库，包括很多语言绑定和专门的计算库。 订购免费的 SEK for Linux ，这有两张 DVD，包括最新的 IBM for Linux 试用软件，包括 DB2®、Lotus®、Rational®、Tivoli® 和 WebSphere®。 在您的下一个开发项目中采用 IBM 试用软件，这可以从 developerWorks 直接下载。 讨论 通过参与 developerWorks blogs 加入 developerWorks 社区。 关于作者 Martin Streicher 是 Linux Magazine 的首席编辑。他在普渡大学获得了计算机硕士学位，自 1982 年以来，就一直在使用 Pascal、C、Perl、Java 以及（最近使用的）Ruby 编程语言编写类 Unix 系统。