在C函数中保存状态&＃xff1a;registry、reference和upvalues

C函数可以通过堆栈来和Lua交换数据&＃xff0c;但有时候C函数需要在函数体的作用域之外保存某些Lua数据&＃xff0c;那么我们想到全局变量或static变量&＃xff0c;这样做的缺点是&＃xff1a;&＃xff08;1&＃xff09;为Lua设计C函数库时&＃xff0c;导致不可重入&＃xff1b;&＃xff08;2&＃xff09;不是所有的Lua值都能很好的保存到C变量中。那么可不可以将值保存在Lua全局变量里面呢&＃xff0c;可以&＃xff0c;Lua就提供了一个独立的被称为registry的表&＃xff0c;但是Lua代码本身不能访问它。

1、registry全局注册表
解释&＃xff1a;一个普通的Lua表&＃xff0c;使用假索引(pseudo-index)LUA_REGISTRYINDEX访问。C代码可以访问&＃xff0c;Lua代码不能访问。
用途&＃xff1a;解决C函数保留全局Lua值的问题。
注意&＃xff1a;所有的C库共享相同的registry&＃xff0c;所以对于key的命名需要具有全局唯一性。

// 获取registry表键值"KEY"对应的值的方法&＃xff1a;lua_pushstring(L, "KEY");lua_gettable(L, LUA_REGISTRYINDEX);

2、reference引用系统
解释&＃xff1a;通过一个整数来唯一标识一个Lua数据对象&＃xff0c;由两个函数luaL_ref和luaL_unref组成&＃xff0c;这对函数用来不需要担心名称冲突的将值保存到registry中去。
用途&＃xff1a;将一个指向Lua值的reference存储到一个C结构体中&＃xff0c;这个reference是一个int的KEY。
注意&＃xff1a;栈顶值为nil的时候&＃xff0c;不会产生reference&＃xff0c;luaL_ref函数会返回LUA_REFNIL&＃xff0c;而对LUA_REFNIL解引用是没有效果的。
重要函数&＃xff1a;
int luaL_ref (lua_State *L, int t);
创建并返回一个引用reference&＃xff0c;并将[reference&＃xff0c;栈顶值v]加入t对应的表中。
void luaL_unref (lua_State *L, int t, int ref);
解引用&＃xff0c;将t对应的表中的[reference&＃xff0c;v]键值对删除。

// 对栈顶的值v生成一个引用&＃xff0c;即将[r&＃xff0c; v]存到LUA_REGISTRYINDEX表中int r &＃61; luaL_ref(L, LUA_REGISTRYINDEX);// 将一个引用值入栈lua_rawgeti(L, LUA_REGISTRYINDEX, r);// 解引用&＃xff0c;即释放reference和值luaL_unref(L, LUA_REGISTRYINDEX, r);

3、upvalues机制
解释&＃xff1a;当创建一个C函数时可以关联一些值&＃xff0c;这样就创建了一个C闭包&＃xff0c;这些关联值就叫做upvalues。
用途&＃xff1a;实现了与C static变量等价的概念&＃xff0c;这种变量只能在特定的函数内可见。
使用&＃xff1a;通过lua_upvalueindex(n)生成假索引来访问。

// 预声明static int counter (lua_State *L);// 创建C闭包的工厂函数int newCounter (lua_State *L){lua_pushnumber(L, 0);lua_pushcclosure(L, &counter, 1);return 1;}// C函数static int counter (lua_State *L){double val &＃61; lua_tonumber(L, lua_upvalueindex(1));lua_pushnumber(L, &＃43;&＃43;val); /* new value */lua_pushvalue(L, -1); /* duplicate it */lua_replace(L, lua_upvalueindex(1)); /* update upvalue */return 1; /* return new value */}

注意&＃xff1a;永远不要使用数字作为registry 的key&＃xff0c;因为这种类型的key是保留给reference系统使用。
假索引(pseudo-index)的特点&＃xff1a;&＃xff08;1&＃xff09;对应的值不在栈中&＃xff1b;&＃xff08;2&＃xff09;使用方式类似于栈索引&＃xff0c;大多数接受索引为参数的函数都能使用&＃xff1b;&＃xff08;3&＃xff09;那些操作栈本身的函数不能使用假索引&＃xff0c;比如lua_remove&＃xff0c;lua_insert等。

与Lua闭包(在Lua代码中&＃xff0c;一个闭包是一个从外部函数访问局部变量的函数)不同的是&＃xff0c;C闭包不能共享upvalues&＃xff1a;每一个闭包都有自己独立的变量集。然而&＃xff0c;我们可以设置不同函数的upvalues指向同一个表&＃xff0c;这样这个表就变成了一个所有函数共享数据的地方。