lua闭包浅析

lua里面的函数，和c语言的函数其实是不同的概念。在lua里通常讲的函数，其实是指闭包（closure）。

函数只是闭包的原形（prototype）声明。为了方便理解，所以通常讲函数。

 

lua里的函数是一个具有词法定界的第一类值。

第一类值是函数能够存储在变量中，存储在表中，能够作为函数的参数传递，能够作为函数的返回值。

如table.sort函数把函数作为参数传入

table.sort(list, function (a, b)
    return a > b
end)

词法定界是指一个嵌套的函数能够访问外部函数的变量。如下函数

function fn()
    local x = 0
    return function ()
        x = x + 1
        return x
    end
end

f = fn()
print(f()) --1
print(f()) --2

f2 = fn()
print(f2()) --1

当函数f执行时，函数fn已经返回，fn的局部变量x已经在栈中退出，但是f却能访问x。这是因为x是函数f的upvalue。

而f2函数执行的结果表明f和f2并没有共享upvalue，而是单独有一份自己的upvalue。

lua的闭包结构如图：

GC：垃圾回收相关。

prototype：一个指向原形的指针。原形中包括函数代码，变量，调试信息等。

upvalue：非局部变量。

可以简单理解，闭包是指函数加上函数的upvalue。

 

upvalue的共享和独立拷贝

什么情况下共享upvalue，什么情况下会有独立的upvalue呢。

y = 0
function fn()
    local x = 0
    return function ()
        x = x + 1
        return x + y
    end
end

f1 = fn()
f2 = fn()
print(f1()) --1
print(f2()) --1
print(f1()) --2
print(f2()) --2

y = 10
print(f1()) --13
print(f2()) --13

对于f1和f2，x，y都是upvalue。可以看出x是独立的upvalue，而y是共享的upvalue。
upvalue所指向的值，如果在栈中，即仍在作用域内，此upvalue叫做open upvalue。如果upvalue指向的值已经退栈，超出了作用域，则生成一份单独的拷贝upvalue，此upvalue叫做close upvalue。

lua解释器维护了一个open upvalue链表。当需要引用upvalue时，首先遍历此链表，实现upvalue的复用。如果没有找到，则在链表中插入此upvalue。当upvalue退出栈时，也会从open upvalue中删除。

当f1和f2调用时，x早已经退出栈，所以f1和f2会生成独立的upvalue--x，而对于y，还在栈中，因此是共用的upvalue。

 

引用

1.http://www.cnblogs.com/plodsoft/p/5900270.html?utm_source=tuicool&utm_medium=referral

2.《programing in lua》