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Lua的內(nèi)存管理淺析

更新時(shí)間：2014年09月28日 13:03:09 投稿：junjie

這篇文章主要介紹了Lua的內(nèi)存管理淺析,本文講解了內(nèi)存管理的相關(guān)知識(shí),同時(shí)講解了垃圾收集器的機(jī)制,需要的朋友可以參考下

前言

在歷史長河中，各種各樣的新語言，總是伴隨著我們編程人員；有的時(shí)候，工作的需要，我們不得不去學(xué)習(xí)這些很炫的，很新的語言。學(xué)習(xí)任何一門語言（我這里只說學(xué)習(xí)），都無非就是學(xué)習(xí)那么幾個(gè)大模塊，基本語法，標(biāo)準(zhǔn)庫，函數(shù)或面向?qū)ο?，?nèi)存管理。而對(duì)于Lua的學(xué)習(xí)，前面幾個(gè)模塊我都已經(jīng)總結(jié)完畢了，而今天這篇文章主要是總結(jié)Lua中的內(nèi)存管理。

Lua在兩個(gè)層面提供了對(duì)這些定制的支持。在較低層面，可以設(shè)置Lua使用的分配函數(shù)；在較高層面，可以設(shè)置一些控制垃圾收集器的參數(shù)，或者直接控制垃圾收集器?，F(xiàn)在就開始這一篇的旅行吧。

分配函數(shù)

Lua是通過一個(gè)“分配函數(shù)”來完成所有的內(nèi)存分配和釋放操作。當(dāng)用戶創(chuàng)建一個(gè)Lua狀態(tài)時(shí)，必須提供這個(gè)函數(shù)。之前的代碼中總是會(huì)用到一個(gè)luaL_newstate輔助函數(shù)，這個(gè)函數(shù)會(huì)以一個(gè)默認(rèn)的分配函數(shù)來創(chuàng)建Lua狀態(tài)。默認(rèn)的分配函數(shù)使用了C標(biāo)準(zhǔn)庫中的malloc-realloc-free函數(shù)，對(duì)于普通的應(yīng)用程序這已經(jīng)足夠了，然而，要獲取對(duì)Lua內(nèi)存分配的完全控制也是非常容易的，只需要用原始的lua_newstate來創(chuàng)建狀態(tài)就可以了：

復(fù)制代碼代碼如下:

lua_State *lua_newstate(lua_Alloc f, void *ud);

這個(gè)函數(shù)接收兩個(gè)參數(shù)：分配函數(shù)和用戶數(shù)據(jù)。以這種方式創(chuàng)建的狀態(tài)會(huì)調(diào)用f來完成所有的內(nèi)存分配和釋放。由于分配內(nèi)存的策略很多，而對(duì)于lua_Alloc分配函數(shù)的分析和講解，也不是這篇文章的重點(diǎn)；這篇文章，只是對(duì)Lua內(nèi)存管理進(jìn)行簡單的說明，讓你知道有這么個(gè)東西，有這么回事，那么我的這篇文章就達(dá)到目的了。

垃圾收集器

Lua在5.0版之前，都是采用的一種簡單的“標(biāo)記并清理”的垃圾收集器。這種垃圾清理的每個(gè)周期由4個(gè)階段組成：標(biāo)記、整理、清掃和收尾。Lua有時(shí)會(huì)為了完成一個(gè)完整的垃圾收集周期而暫停與主程序的交互。接下來，就對(duì)一個(gè)垃圾清理周期中的每個(gè)階段進(jìn)行詳細(xì)的說明。

在標(biāo)記階段，Lua先將“根集合”中的對(duì)象標(biāo)記為“活躍”。根集合中的對(duì)象就是Lua可以直接訪問的對(duì)象，它們是注冊(cè)表中的對(duì)象和主線程對(duì)象。然后，Lua將任何程序可以通過根集合對(duì)象訪問到的對(duì)象也都標(biāo)記為“活躍”。這樣會(huì)使所有可到達(dá)的對(duì)象都標(biāo)記為“活躍”了。

在開始清掃階段前，Lua先要進(jìn)入整理階段。這個(gè)階段為“終結(jié)函數(shù)”和弱引用table。首先，Lua遍歷所有的userdata，找出所有未被標(biāo)記且具有–gc元方法的userdata。然后，將這些userdata標(biāo)記為“活躍”，并放入一個(gè)單獨(dú)的列表中。這個(gè)列表在收尾階段會(huì)用到。另一方面，Lua還會(huì)遍歷所有的弱引用table，并根據(jù)弱引用設(shè)置刪除其中未被標(biāo)記的key和value。

在清掃階段中，Lua遍歷所有的對(duì)象。如果當(dāng)前遍歷到的對(duì)象未被標(biāo)記，就收集它。否則，Lua就清除它的標(biāo)記，從而為下一個(gè)收集周期做準(zhǔn)備。

最后是收尾階段，其中會(huì)根據(jù)整理階段中生成的userdata列表來調(diào)用它們的終結(jié)函數(shù)。在最后才進(jìn)行這些調(diào)用是為了簡化錯(cuò)誤處理。

對(duì)于垃圾收集器的一些API，這些API，我這里就不總結(jié)。而這篇文章也就到此結(jié)束了。一篇剪短的文章，只是帶著大家過一下啊Lua的內(nèi)存管理規(guī)則，對(duì)于細(xì)節(jié)的問題，并沒有過多的涉及，在以后的編程中，遇到了，再細(xì)說。Lua系列也就暫時(shí)告一段落了，以后，如果遇到什么問題，還會(huì)繼續(xù)添加新的Lua文章的。希望我的Lua系列對(duì)大家有一定的幫助，也希望大家多多給我提出一些意見。