lua代码的加载

lua代码的加载

Openresty是什么

OpenResty是一个基于 Nginx 与 Lua 的高性能 Web 平台,通过把lua嵌入到Nginx中，使得我们可以用轻巧的lua语言进行nginx的相关开发，处理高并发，扩展性极高的动态 Web 应用、Web 服务和动态网关。

大家知道lua_code_cache 开关用于控制是否缓存*_by_lua_file对应的文件里的lua代码

lua_code_cache off的情况下，跟请求有关的阶段，在每次有请求来的时候 都会重新加载最新的lua文件，修改完代码之后 就不用通过reload来更新代码了

而*_by_lua_block、*_by_lua里面的代码 和 init_by_lua_file里的代码(由于init_by_lua阶段和具体请求无关)，所以如果调试时修改的内容涉及这几个，仍需要通过reload来更新代码

那openresty是如何实现这些，如何加载代码，并且是如何缓存代码的呢？

##Nginx配置

假设Nginx相关的配置如下所示

1	lua_code_cache off;

1 2 3

location ~ ^/api/([-_a-zA-Z0-9/]+) {     content_by_lua_file lua/$1.lua; }

当来到的请求符合   ^/api/([-_a-zA-Z0-9/]  时 会在NGX_HTTP_CONTENT_PHASE HTTP请求内容阶段 交给 lua/$1.lua来处理

比如

/api/addition                    交给 lua/addition.lua 处理

/api/lua/substraction       交给 lua/substraction .lua 处理

  

##请求的处理

content_by_lua_file 对应的请求来临时 执行流程为 ngx_http_lua_content_handler -> ngx_http_lua_content_handler_file-> ngx_http_lua_content_by_chunk

配置项相关 

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324     { ngx_string("content_by_lua_file"), 325       NGX_HTTP_LOC_CONF|NGX_HTTP_LIF_CONF|NGX_CONF_TAKE1, 326       ngx_http_lua_content_by_lua, 327       NGX_HTTP_LOC_CONF_OFFSET, 328       0, 329       (void *) ngx_http_lua_content_handler_file }

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670 char * 671 ngx_http_lua_content_by_lua(ngx_conf_t *cf, ngx_command_t *cmd, void *conf) 672 { 673 ... 756     llcf->content_handler = (ngx_http_handler_pt) cmd->post;//设置回调函数为ngx_http_lua_content_handler_file 757 ... 768     clcf->handler = ngx_http_lua_content_handler;//使用按需挂载处理函数的方式进行挂载，处理函数为ngx_http_lua_content_handler 769 770     return NGX_CONF_OK; 771 }

处理函数

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

135 ngx_int_t 136 ngx_http_lua_content_handler(ngx_http_request_t *r)137 { 138 ... 152 153     ctx = ngx_http_get_module_ctx(r, ngx_http_lua_module);//获取请求在ngx_http_module模块对应的上下文结构 154 155     dd("ctx = %p", ctx); 156 157     if (ctx == NULL) { 158         ctx = ngx_http_lua_create_ctx(r);//如果之前没有设置过上下文，调用ngx_http_lua_create_ctx创建上下文结构 159         if (ctx == NULL) { 160             return NGX_HTTP_INTERNAL_SERVER_ERROR; 161         } 162     } 163 164     dd("entered? %d", (int) ctx->entered_content_phase); 165 166 ... 205     return llcf->content_handler(r);//调用ngx_http_content_handler_file函数 206 }

 

创建上下文结构

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259 ngx_http_lua_create_ctx(ngx_http_request_t *r) 260 { 261 ... 276     if (!llcf->enable_code_cache && r->connection->fd != (ngx_socket_t) -1) {//如果<span style="font-family: -webkit-standard; white-space: normal">lua_code_cache off</span> 277 ... 281         L = ngx_http_lua_init_vm(lmcf->lua, lmcf->cycle, r->pool, lmcf, 282                                  r->connection->log, &cln);//为请求初始化一个新的lua_state 296         ctx->vm_state = cln->data; 297 298     } else { 299         ctx->vm_state = NULL;//不分配新的lua_state,这样所有请求都会使用<span style="font-family: -webkit-standard; orphans: 2; white-space: normal; widows: 2">ngx_http_lua_module模块的lua_state</span> 300     } 301 302

1

276行 如果关闭了lua代码缓存，那么openresty就会为每一个请求创建新的lua_state 并设置相关的字段，最后赋值给ctx->vm_state,ctx->vm_state的类型如下

  

1 2 3 4

typedef struct {      lua_State       *vm;      ngx_int_t        count;  } ngx_http_lua_vm_state_t;

 

 回调函数

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229 ngx_int_t 230 ngx_http_lua_content_handler_file(ngx_http_request_t *r) 231 { 232 ... 244     script_path = ngx_http_lua_rebase_path(r->pool, eval_src.data, 245                                                     eval_src.len);//获取lua文件的路径 251     L = ngx_http_lua_get_lua_vm(r, NULL);//获得lua_state,如果请求有自己的lua_state则使用请求自己的lua_state，否则使用ngx_http_lua_module模块的lua_state 252 253     /*  load Lua script file (w/ cache)        sp = 1 */ 254     rc = ngx_http_lua_cache_loadfile(r->connection->log, L, script_path, 255                                      llcf->content_src_key);//加载代码 256 ... 267     return ngx_http_lua_content_by_chunk(L, r);//创建协程执行代码的函数 268 }

 

##代码加载

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204 ngx_int_t 205 ngx_http_lua_cache_loadfile(ngx_log_t *log, lua_State *L, 206     const u_char *script, const u_char *cache_key) 207 { 208 ... 232     rc = ngx_http_lua_cache_load_code(log, L, (char *) cache_key); 233     if (rc == NGX_OK) {//全局变量中存在，则返回 234 ... 237         return NGX_OK; 238     } 239 ... 250     rc = ngx_http_lua_clfactory_loadfile(L, (char *) script); 251 ... 279     rc = ngx_http_lua_cache_store_code(L, (char *) cache_key); 280 ... 285     return NGX_OK; 286 287 error: 288 ... 294 }

 

代码加载分成3步完成

ngx_http_lua_cache_load_code 从lua_state的全局变量table中加载代码，如果全局缓存中有就返回

ngx_http_lua_clfactory_loadfile 用自定义的函数从文件中加载代码

ngx_http_lua_cache_store_code 把代码存放到lua_state的全局变量table中

 

尝试从全局变量table中加载代码

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34 static ngx_int_t 35 ngx_http_lua_cache_load_code(ngx_log_t *log, lua_State *L, 36     const char *key) 37 { 38 ... 41     /*  get code cache table */ 42     lua_pushlightuserdata(L, &ngx_http_lua_code_cache_key); 43     lua_rawget(L, LUA_REGISTRYINDEX);    /*  sp++ */ 44 ... 52     lua_getfield(L, -1, key);    /*  sp++ */ 53 54     if (lua_isfunction(L, -1)) { 55         /*  call closure factory to gen new closure */ 56         rc = lua_pcall(L, 0, 1, 0); 57         if (rc == 0) { 58 ... 61             return NGX_OK; 62         } 63 ... 75         return NGX_ERROR; 76     } 77 ... 85     return NGX_DECLINED; 86 }

42-52行 相当于  LUA_REGISTRYINDEX[‘ngx_http_lua_code_cache_key’][‘key’]以ngx_http_lua_code_cache_key为索引从全局注册表表中查找key对于的value

54-61行  如果value存在并且为一个函数，因为这里的函数体是 return function() … end包裹的  所以在56行需要再调用lua_pcall执行以下，以获得返回的函数并将返回的函数结果放到栈顶,并将 LUA_REGISTRYINDEX从栈中移除

如果代码缓存关闭的时候，上openresty会为每一个请求创建新的lua_state，这样请求来临的时候在全局变量中找不到对应的代码缓存，都需要到下一步ngx_http_lua_clfactory_loadfile中读取文件加载

如果代码缓存打开的时候，openresty会使用ngx_http_lua_module全局的lua_state，这样只有新的lua文件 在首次加载时需要到下一步ngx_http_lua_clfactory_loadfile中 读取文件加载，第二次来的时候 便可以在lua_state对应的全局变量中找到了

 

 

从文件中读取代码

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598 ngx_int_t 599 ngx_http_lua_clfactory_loadfile(lua_State *L, const char *filename) 600 { 601 ... 615     lf.begin_code.ptr = CLFACTORY_BEGIN_CODE; 616     lf.begin_code_len = CLFACTORY_BEGIN_SIZE; 617     lf.end_code.ptr = CLFACTORY_END_CODE; 618     lf.end_code_len = CLFACTORY_END_SIZE; 619 ... 622     lf.f = fopen(filename, "r"); 623 ... 700     status = lua_load(L, ngx_http_lua_clfactory_getF, &lf, 701                       lua_tostring(L, -1)); 702 ... 716     return status;

 

#define CLFACTORY_BEGIN_CODE "return function() "

#define CLFACTORY_END_CODE " end"

700行用自定义的ngx_http_lua_clfactory_getF函数读取lua代码

在原有代码的开头加上了return function()  结束处加上了 end

 

缓存代码

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103 ngx_http_lua_cache_store_code(lua_State *L, const char *key) 104 { 105 ... 108     lua_pushlightuserdata(L, &ngx_http_lua_code_cache_key); 109     lua_rawget(L, LUA_REGISTRYINDEX); 110 ... 118     lua_pushvalue(L, -2); /* closure cache closure */ 119     lua_setfield(L, -2, key); /* closure cache */ 120 ... 122     lua_pop(L, 1); /* closure */ 123 ... 125     rc = lua_pcall(L, 0, 1, 0); 126 ... 131     return NGX_OK; 132 }

108-119相当于 LUA_REGISTRYINDEX[‘ngx_http_lua_code_cache_key’][‘key’] = function

122行 将 LUA_REGISTRYINDEX从栈中弹出

125行因为代码块是 return function() … end包裹的  所以在56行需要再调用lua_pcall执行以下以获得返回的函数

 

##总结

1、当lua_code_cache off的情况下  openresty关闭lua代码缓存，为每一个请求都创建一个独立的lua_state，这样每一个请求来临的时候 在新创建的lua_state中 都没有代码记录 需要重新读取文件加载代码，

因此可以立即动态加载新的lua脚本，而不需要reload nginx，但因为每个请求都需要分配新的lua_state,和读取文件加载代码，所以性能较差

2、当lua_code_cache on的情况下 openresty打开lua代码缓存，每一个请求使用ngx_http_lua_module全局的lua_state，新的lua文件在首次加载的时候，会去读取文件，然后存放到lua的全局变量中，请求再次的时候 就会在lua_state全局变量中找到了，

因此修改完代码之后，需要reload nginx之后 才可以生效

3、通过 content_by_lua_file 中使用 Nginx 变量时，可以在实现在lua_code_cache on的情况下动态加载新的 Lua 脚本的，而不需要reload nginx