環境表格

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Lua 5.0

在 Lua 5.0.2 中，Lua 閉包（不含 C 閉包）具有環境表格。環境表格用於查詢未繫結名稱（即「全域變數」）。在執行函數表達式或陳述式來建立新閉包時，新的閉包會擷取目前執行的閉包環境表格，因此在未變更的情況下，所有閉包會共用同一環境表格，這讓它在很大程度上成為與前一版本 Lua 中相同的全域表格。

閉包的環境表格可以在 C 中使用 lua_getfenv() 存取，在 Lua 中使用 getfenv() 存取；它可用 lua_setfenv() / setfenv() 設定為不同的表格。請參閱這些函數的手冊。

在 5.0.2 中，C 閉包實際上共用一個全域表格，此表格會與目前執行的執行緒關聯。C 閉包可以使用偽索引 LUA_GLOBALSINDEX 來使用此表格（實際上可以用 lua_replace(L, LUA_GLOBALSINDEX) 修改此表格）。這實用但也可能會有些混亂。

Lua 5.1

在 5.1 中，每個 C 閉包都有自己的環境表格參考項。但是，偽索引 LUA_GLOBALSINDEX 未變更，因此參照 LUA_GLOBALSINDEX 的既有程式碼會繼續述及目前執行的執行緒「全域」表格。（該表格現在稱為執行緒的環境表格，而且可以透過對執行緒物件本身套用 lua_getfenv 和 lua_setfenv 來存取和修改。）如果要存取閉包環境表格，請使用 LUA_ENVIRONINDEX，可以透過對閉包物件套用 lua_getfenv() 和 lua_setfenv() 來存取和修改閉包的環境表格（不論是 C 閉包或 Lua 閉包）。

您可以用 lua_replace(L, LUA_ENVIRONINDEX) 取代「您自己的」環境，就像您可以用 lua_replace(L, LUA_GLOBALSINDEX) 變更全域表格。但是，更常見的情境是對新建立的閉包呼叫 lua_setfenv()。

（完整）使用者資料也具有環境表格，儘管我在其他地方主張（UserDataRefinement），這個名稱令人混淆。使用者資料環境表格僅是儲存與使用者資料相關資訊的地方，沒有對應的偽索引。

新建立的閉包（以及使用者資料）會從目前執行的閉包取得其環境表格（如果有的話），否則從目前執行緒取得。（再次重申，正如我在其他地方主張的，這對使用者資料來說並非具有特別實用的預設值，但我不會再深入討論。）

何時何地擺置什麼？

• 暫時放置於堆疊中，在已知索引
• 或持久化，依私密性順序
  • 在 upvalue 陣列中，它是固定長度陣列，由 lua_pushcclosure() 做為 C 閉包的一部分所建立。（亦即，大小在建立時固定，但每個元素可藉由 lua_replace() 來修改。）
  • 在閉包自己的環境表中
  • 在執行緒的環境表中
  • 在 Lua 紀錄中。

要找出這些選項中哪個適合用在哪裡可能頗具挑戰，但我提供我自己的非常個人化指南

使用 upvalue

• 對於閉包頻繁使用的參考資料。這在閉包中特別有用，例如需要傳回其他閉包的迭代器。
• 在對特定閉包的呼叫間讓狀態資訊持久化。這對迭代器本身可能會有用，例如，如果無法透過迭代協定適當地擷取迭代狀態

使用閉包自己的環境表

• 做為相關閉包之間共用的表格。例如，這是儲存閉包為方法的類別的方法表的適當位置，及/或儲存特定類別的方法共用的持久性狀態資訊。

使用執行緒的環境表

• 以維持與執行緒相關的狀態資訊。（廢話！）在使用 Lua 執行緒進行多執行緒的應用程式中，這某種程度上等同於執行緒區域狀態；例如，可能是與在該特定執行緒中執行的事件迴圈相關的事情。

使用記錄

• 用於維持適用于整個應用程式的持久資訊，以及
• 僅在迫不得已時。

執行緒安全性的注意事項

唯一執行緒安全的選項是堆疊和執行緒的環境表。如果 lua_lock 和 lua_unlock 已適當定義，儲存至記錄或閉包的 upvalue 陣列或環境表不會損壞 Lua 狀態，但沒有任何東西可以阻止其他（作業系統）執行緒同時儲存一些其他的東西，導致標準競爭條件問題，其中存取與更新會被另一個程序中斷。特別適用於 lauxlib 實作的參考（如果儲存在記錄中）。然而，有了現在所有不同的環境表，這應該更容易避免了。

如果每個 Lua 執行緒都對應到單一作業系統執行緒（可以是一對多對應），則執行緒的環境表為執行緒安全（可能是一對多對應）；亦即，指定的 Lua 執行緒總是在同一個作業系統執行緒中執行。這樣便使其成為維持 lauxlib 風格參考的誘人選項，若無法完全避免使用它們。

在相同條件下，閉包的 upvalue 陣列和環境表執行緒安全，但這通常難以保證。對於短暫生命期的閉包可能是情況如此，例如返回的用於實作迭代器的閉包，但對於長生命期的閉包而言不太可能是情況如此，例如函式庫函數。

如果您發現自己正在多執行緒環境中修改註冊碼，您應該仔細考慮使用某些形式的鎖來保護修改。這也適用於使用基於註冊碼 lauxlib 的特點（例如 luaL_newmetatable()），如果它的使用沒有被限制在執行緒初始化前的階段。