Lua和C是天生的好基友，語言開發(fā)者提供了一系列API，讓他們通過棧進行交流。用Lua做游戲邏輯開發(fā)有些時日了，下面主要針對Lua C API的應用進行總結(jié)。
一、擴展Lua
Lua核心很小，主要包含一個解釋器，其他功能可以通過動態(tài)庫的形式作為插件來擴展，io、string、math、table等內(nèi)置庫都是通過此方式來實現(xiàn)，只是他們被集成到了一個lua.dll中罷了。制作一個動態(tài)庫形式的module，需要在代碼中通過luaL_Reg數(shù)組指定lua function到c function的映射，接著實現(xiàn)c function，最后在luaopen_xxx(xxx為module name)注冊這個luaL_Reg。這里給出一個非常簡單的例子，它使用VC++創(chuàng)建一個Console DLL：
#include "lua.h"
#include "lualib.h"
#include "lauxlib.h"
#include <math.h>
int mysin (lua_State* L);
static const struct luaL_Reg mymathlib [] =
{
{ "sin" , mysin } ,
{ NULL , NULL }
};
static int mysin( lua_State* L )
{
double d = luaL_checknumber( L , 1);
lua_pushnumber(L , sin( d));
return 1;
}
__declspec(dllexport) int luaopen_mymathlib(lua_State * L)
{
luaL_register(L , "mymathlib" , mymathlib);
return 1;
}
編譯成dll后放到lua解釋器目錄下。Lua test code：
require "mymathlib"
local a = mymathlib.sin(0.5)
print(a)
二、作為腳本系統(tǒng)
Lua應用最多的領(lǐng)域當屬游戲開發(fā)，WOW的UI和插件讓它名聲大噪。在這種應用中，Lua作為應用程序的一個子系統(tǒng)，用作配置或者業(yè)務處理。在將Lua與應用集成起來時，必須用到Lua C API，根據(jù)其規(guī)范，你需要寫一系列的static函數(shù)，作為Lua與應用程序的粘合代碼。如果要在Lua使用C++對象，可將其作為userdata，為它創(chuàng)建一個metatable，并將粘合函數(shù)放入其中，關(guān)鍵是要讓__index指向metatable自身，這樣當Lua訪問userdata的field時，__index會引導它去搜索metatable自身，從而獲得注冊的粘合函數(shù)。
有很多開源的粘合代碼生成器，他們都是在precompile時做了一些工作，因而不是使用macro就是template，這兩種方法的代表是toLua++和luaBind。個人更傾向使用toLua++，一方面這種方式比較直白，另一方面本人弱于使用template。在WGAME中也將原來寫得不是很好的bind代碼替換成了toLua++，目前UI和關(guān)卡邏輯重度使用了Lua，產(chǎn)生的bind代碼會有幾萬行，由于項目采用事件驅(qū)動的方式，在profile時看到對游戲整體性能影響非常小。luaBind大概了解過，沒有在實際項目中用過，在此就不做評論了。
在使用toLua++時我最好奇的是它對C++關(guān)鍵特性是如何支持的。除了上面說的成員函數(shù)外，對于多態(tài)的支持，它是通過在static函數(shù)后加編號，調(diào)用時判斷參數(shù)是否對應來遍歷找到正確static函數(shù)的；對于復雜成員變量，它會自動生成get/set方法；而繼承關(guān)系，則是通過子類將父類作為metatable來實現(xiàn)。秉著重新發(fā)明車輪的精神，我試著寫了一個簡化的自動生成器[我在github上]。我定義了幾個關(guān)鍵字作為類與方法的導出標識：
{module_begin = "LUACBIND_MODULE_BEGIN" , module_end = "LUACBIND_MODULE_END" , method_begin = "LUACBIND_METHOD_BEGIN" , method_end = "LUACBIND_METHOD_END"}
util.h定義了產(chǎn)生bind代碼需要的宏，parser.lua對指定的.h文件進行掃描產(chǎn)生bind代碼，在main函數(shù)中register后，就可以在lua中使用了。
三、調(diào)試器
Lua的C API和Debug庫提供了實現(xiàn)調(diào)試器的必要方法，對應了兩種實現(xiàn)方式：一種是Remdebug所采用的，直接用lua實現(xiàn)；另外一種是使用C API。不管哪種方式，使用HOOK都是必須的，但使用Lua debug庫會比C API更方便，因為不用考慮棧平衡問題。在用C API實現(xiàn)調(diào)試器時，可用lua_newthread創(chuàng)建一個coroutine，之后yield/resume/getstack/getlocal都作用它上面，breakpoint通常會采用在hook中yield的方式來實現(xiàn)，但不能等hook返回之后去進行棧回溯，因為traceexec根據(jù)hook mask調(diào)用對應hook函數(shù)后，如果state是為LUA_YIELD狀態(tài)，將會調(diào)用luaD_throw，最終使用longjmp導致無法進行回溯。
利用春節(jié)值班兩天清閑時光，基于lua 5.2實現(xiàn)了一個命令行調(diào)試器[我在github上]，目前僅有幾個簡單的功能：加載/運行l(wèi)ua腳本、設(shè)置/清除斷點、單步、查看簡單類型變量值，命令格式可參考README。