类
在Lua 中，我们可以使用表和函数实现面向对象。将函数和相关的数据放置于同一个表中就形成了一个对象。
请看文件名为 account.lua 的源码：
local _M = {}
local mt = { __index = _M }
function _M.deposit (self, v)
self.balance = self.balance + v
end
function _M.withdraw (self, v)
if self.balance > v then
self.balance = self.balance - v
else
error("insufficient funds")
end
end
function _M.new (self, balance)
balance = balance or 0
return setmetatable({balance = balance}, mt)
end
return _M
引用代码示例：
local account = require("account")
local a = account:new()
a:deposit(100)
local b = account:new()
b:deposit(50)
print(a.balance) --> output: 100
print(b.balance) --> output: 50
上面这段代码 "setmetatable({balance = balance}, mt)"，其中 mt 代表 { __index = _M } ，这句话值得注意。根据我们在元表这一章学到的知识，我们明白，setmetatable 将 _M 作为新建表的原型，所以在自己的表内找不到 'deposit'、'withdraw' 这些方法和变量的时候，便会到 __index 所指定的 _M 类型中去寻找。
继承
继承可以用元表实现，它提供了在父类中查找存在的方法和变量的机制。在 Lua 中是不推荐使用继承方式完成构造的，这样做引入的问题可能比解决的问题要多，下面一个是字符串操作类库，给大家演示一下。
---------- s_base.lua
local _M = {}
local mt = { __index = _M }
function _M.upper (s)
return string.upper(s)
end
return _M
---------- s_more.lua
local s_base = require("s_base")
local _M = {}
_M = setmetatable(_M, { __index = s_base })
function _M.lower (s)
return string.lower(s)
end
return _M
---------- test.lua
local s_more = require("s_more")
print(s_more.upper("Hello")) -- output: HELLO
print(s_more.lower("Hello")) -- output: hello
成员私有性
在动态语言中引入成员私有性并没有太大的必要，反而会显著增加运行时的开销，毕竟这种检查无法像许多静态语言那样在编译期完成。下面的技巧把对象作为各方法的 upvalue，本身是很巧妙的，但会让子类继承变得困难，同时构造函数动态创建了函数，会导致构造函数无法被 JIT 编译。
在 Lua 中，成员的私有性，使用类似于函数闭包的形式来实现。在我们之前的银行账户的例子中，我们使用一个工厂方法来创建新的账户实例，通过工厂方法对外提供的闭包来暴露对外接口。而不想暴露在外的例如 balance 成员变量，则被很好的隐藏起来。
function newAccount (initialBalance)
local self = {balance = initialBalance}
local withdraw = function (v)
self.balance = self.balance - v
end
local deposit = function (v)
self.balance = self.balance + v
end
local getBalance = function () return self.balance end
return {
withdraw = withdraw,
deposit = deposit,
getBalance = getBalance
}
end
a = newAccount(100)
a.deposit(100)
print(a.getBalance()) --> 200
print(a.balance) --> nil
至此，Lua 面向对象编程就介绍完了，下面将介绍Lua的局部变量。
局部变量
Lua 的设计有一点很奇怪，在一个 block 中的变量，如果之前没有定义过，那么认为它是一个全局变量，而不是这个 block 的局部变量。这一点和别的语言不同。容易造成不小心覆盖了全局同名变量的错误。
定义
Lua 中的局部变量要用 local 关键字来显式定义，不使用 local 显式定义的变量就是全局变量：
g_var = 1 -- global var
local l_var = 2 -- local var
作用域
示例代码test.lua
x = 10
local i = 1 -- 程序块中的局部变量 i
while i <=x do
local x = i * 2 -- while 循环体中的局部变量 x
print(x) -- output： 2, 4, 6, 8, ...
i = i + 1
end
if i > 20 then
local x -- then 中的局部变量 x
x = 20
print(x + 2) -- 如果i > 20 将会打印 22，此处的 x 是局部变量
else
print(x) -- 打印 10，这里 x 是全局变量
end
print(x) -- 打印 10
使用局部变量的好处
1. 局部变量可以避免因为命名问题污染了全局环境
2. local 变量的访问比全局变量更快
3. 由于局部变量出了作用域之后生命周期结束，这样可以被垃圾回收器及时释放
常见实现如： local print = print
“尽量使用局部变量”是一种良好的编程风格。然而，初学者在使用 Lua 时，很容易忘记加上local 来定义局部变量，这时变量就会自动变成全局变量，很可能导致程序出现意想不到的问题。那么我们怎么检测哪些变量是全局变量呢？我们如何防止全局变量导致的影响呢？下面给出一段代码，利用元表的方式来自动检查全局变量，并打印必要的调试信息：
检查模块的函数使用全局变量
把下面代码保存在 foo.lua 文件中。
local _M = { _VERSION = '0.01' }
function _M.add(a, b) --两个number型变量相加
return a + b
end
function _M.update_A() --更新变量值
A = 365
end
return _M
把下面代码保存在 use_foo.lua 文件中。该文件和 foo.lua 在相同目录。
A = 360 --定义全局变量
local foo = require("foo")
local b = foo.add(A, A)
print("b = ", b)
foo.update_A()
print("A = ", A)
输出结果:
# luajit use_foo.lua
b = 720
A = 365
无论是做基础模块或是上层应用，肯定都不愿意存在这类灰色情况存在，因为它对我们系统的存在，带来很多不确定性（注意 OpenResty 会限制请求过程中全局变量的使用） 。 生产中我们是要尽力避免这种情况的出现。
Lua 上下文中应当严格避免使用自己定义的全局变量。可以使用一个 lj-releng 工具来扫描Lua 代码，定位使用 Lua 全局变量的地方。lj-releng 的相关链接：https://github.com/openresty/openresty-devel-utils/blob/master/lj-releng
如果使用 macOS 或者 Linux，可以使用下面命令安装 lj-releng :
curl -L https://github.com/openresty/openresty-devel-utils/blob/master/lj-releng > /usr/local/bin/lj-releng
chmod +x /usr/local/bin/lj-releng
Windows 用户把 lj-releng 文件所在的目录的绝对路径添加进 PATH 环境变量。然后进入你自己的 Lua 文件所在的工作目录，得到如下结果：
# lj-releng
foo.lua: 0.01 (0.01)
Checking use of Lua global variables in file foo.lua...
op no. line instruction args ; code
2 [8] SETGLOBAL 0 -1 ; A
Checking line length exceeding 80...
WARNING: No "_VERSION" or "version" field found in `use_foo.lua`.
Checking use of Lua global variables in file use_foo.lua...
op no. line instruction args ; code
2 [1] SETGLOBAL 0 -1 ; A
7 [4] GETGLOBAL 2 -1 ; A
8 [4] GETGLOBAL 3 -1 ; A
18 [8] GETGLOBAL 4 -1 ; A
Checking line length exceeding 80...
结果显示： 在 foo.lua 文件中，第 8 行设置了一个全局变量 A ； 在 use_foo.lua 文件中，没有版本信息，并且第 1 行设置了一个全局变量 A ，第 4、8 行使用了全局变量 A 。
当然，更推荐采用 luacheck 来检查项目中全局变量，见代码静态分析 一节的内容。
判断数组大小
table.getn(t) 等价于 #t 但计算的是数组元素，不包括 hash 键值。而且数组是以第一个 nil 元素来判断数组结束。 # 只计算 array 的元素个数，它实际上调用了对象的 metatable 的__len 函数。对于有 __len 方法的函数返回函数返回值，不然就返回数组成员数目。
Lua 中，数组的实现方式其实类似于 C++ 中的 map，对于数组中所有的值，都是以键值对的形式来存储（无论是显式还是隐式） ，Lua 内部实际采用哈希表和数组分别保存键值对、普通值，所以不推荐混合使用这两种赋值方式。尤其需要注意的一点是：Lua 数组中允许 nil 值的存在，但是数组默认结束标志却是 nil。这类比于 C 语言中的字符串，字符串中允许 '\0' 存在，但当读到 '\0' 时，就认为字符串已经结束了。
初始化是例外，在 Lua 相关源码中，初始化数组时首先判断数组的长度，若长度大于 0 ，并且最后一个值不为 nil，返回包括 nil 的长度；若最后一个值为 nil，则返回截至第一个非 nil 值的长度。
注意：一定不要使用 # 操作符或 table.getn 来计算包含 nil 的数组长度，这是一个未定义的操作，不一定报错，但不能保证结果如你所想。如果你要删除一个数组中的元素，请使用remove 函数，而不是用 nil 赋值。
-- test.lua
local tblTest1 = { 1, a = 2, 3 }
print("Test1 " .. #(tblTest1))
local tblTest2 = { 1, nil }
print("Test2 " .. #(tblTest2))
local tblTest3 = { 1, nil, 2 }
print("Test3 " .. #(tblTest3))
local tblTest4 = { 1, nil, 2, nil }
print("Test4 " .. #(tblTest4))
local tblTest5 = { 1, nil, 2, nil, 3, nil }
print("Test5 " .. #(tblTest5))
local tblTest6 = { 1, nil, 2, nil, 3, nil, 4, nil }
print("Test6 " .. #(tblTest6))
我们分别使用 Lua 和 LuaJIT 来执行一下：
➜ luajit test.lua
Test1 2
Test2 1
Test3 1
Test4 1
Test5 1
Test6 1
➜ lua test.lua
Test1 2
Test2 1
Test3 3
Test4 1
Test5 3
Test6 1
这一段的输出结果，就是这么 匪夷所思。不要在 Lua 的 table 中使用 nil 值，如果一个元素要删除，直接 remove，不要用 nil 去代替。
非空判断
大家在使用 Lua 的时候，一定会遇到不少和 nil 有关的坑吧。有时候不小心引用了一个没有赋值的变量，这时它的值默认为 nil。如果对一个 nil 进行索引的话，会导致异常。
如下：
local person = {name = "Bob", sex = "M"}
-- do something
person = nil
-- do something
print(person.name)
上面这个例子把 nil 的错误用法显而易见地展示出来，执行后，会提示下面的错误：
stdin:1:attempt to index global 'person' (a nil value)
stack traceback:
stdin:1: in main chunk
[C]: ?
然而，在实际的工程代码中，我们很难这么轻易地发现我们引用了 nil 变量。因此，在很多情况下我们在访问一些 table 型变量时，需要先判断该变量是否为 nil，例如将上面的代码改成：
local person = {name = "Bob", sex = "M"}
-- do something
person = nil
-- do something
if person ~= nil and person.name ~= nil then
print(person.name)
else
-- do something
end
对于简单类型的变量，我们可以用 if (var == nil) then 这样的简单句子来判断。但是对于 table型的 Lua 对象，就不能这么简单判断它是否为空了。一个 table 型变量的值可能是 {} ，这时它不等于 nil。我们来看下面这段代码：
local next = next
local a = {}
local b = {name = "Bob", sex = "Male"}
local c = {"Male", "Female"}
local d = nil
print(#a)
print(#b)
print(#c)
--print(#d) -- error
if a == nil then
print("a == nil")
end
if b == nil then
print("b == nil")
end
if c == nil then
print("c == nil")
end
if d== nil then
print("d == nil")
end
if next(a) == nil then
print("next(a) == nil")
end
if next(b) == nil then
print("next(b) == nil")
end
if next(c) == nil then
print("next(c) == nil")
end
返回的结果如下：
0 0 2 d== nil
next(a) == nil
因此，我们要判断一个 table 是否为 {} ，不能采用 #table == 0 的方式来判断。可以用下面这样的方法来判断：
function isTableEmpty(t)
return t == nil or next(t) == nil
end
注意： next 指令是不能被 LuaJIT 的 JIT 编译优化，并且 LuaJIT 貌似没有明确计划支持这个指令优化，在不是必须的情况下，尽量少用。
正则表达式
在 OpenResty 中，同时存在两套正则表达式规范：Lua 语言的规范和 ngx.re.* 的规范，即使您对 Lua 语言中的规范非常熟悉，我们仍不建议使用 Lua 中的正则表达式。一是因为 Lua中正则表达式的性能并不如 ngx.re.* 中的正则表达式优秀；二是 Lua 中的正则表达式并不符合 POSIX 规范，而 ngx.re.* 中实现的是标准的 POSIX 规范，后者明显更具备通用性。
Lua 中的正则表达式与 Nginx 中的正则表达式相比，有 5% - 15% 的性能损失，而且 Lua 将表达式编译成 Pattern 之后，并不会将 Pattern 缓存，而是每此使用都重新编译一遍，潜在地降低了性能。 ngx.re.* 中的正则表达式可以通过参数缓存编译过后的 Pattern，不会有类似的性能损失。
ngx.re.* 中的 o 选项，指明该参数，被编译的 Pattern 将会在工作进程中缓存，并且被当前工作进程的每次请求所共享。Pattern 缓存的上限值通过 lua_regex_cache_max_entries 来修改。
ngx.re.* 中的 j 选项，指明该参数，如果使用的 PCRE 库支持 JIT，OpenResty 会在编译 Pattern 时启用 JIT。启用 JIT 后正则匹配会有明显的性能提升。较新的平台，自带的PCRE 库均支持 JIT。如果系统自带的 PCRE 库不支持 JIT，出于性能考虑，最好自己编译一份 libpcre.so，然后在编译 OpenResty 时链接过去。要想验证当前 PCRE 库是否支持 JIT，可以这么做
1. 编译 OpenResty 时在 ./configure 中指定 --with-debug 选项
2. 在 error_log 指令中指定日志级别为 debug
3. 运行正则匹配代码，查看日志中是否有 pcre JIT compiling result: 1
即使运行在不支持 JIT 的 OpenResty 上，加上 j 选项也不会带来坏的影响。在 OpenResty官方的 Lua 库中，正则匹配至少都会带上 jo 这两个选项。
location /test {
content_by_lua_block {
local regex = [[\d+]]
-- 参数 "j" 启用 JIT 编译，参数 "o" 是开启缓存必须的
local m = ngx.re.match("hello, 1234", regex, "jo")
if m then
ngx.say(m[0])
else
ngx.say("not matched!")
end
}
}
测试结果如下：
➜ ~ curl 127.0.0.1/test
1234
另外还可以试试引入 lua-resty-core 中的正则表达式 API。这么做需要在代码里加入require 'resty.core.regex' 。 lua-resty-core 版本的 ngx.re.* ，是通过 FFI 而非 Lua/C API 来跟 OpenResty C 代码交互的。某些情况下，会带来明显的性能提升。
Lua 正则简单汇总
Lua 中正则表达式语法上最大的区别，Lua 使用 '%' 来进行转义，而其他语言的正则表达式使用 '\' 符号来进行转义。其次，Lua 中并不使用 '?' 来表示非贪婪匹配，而是定义了不同的字符来表示是否是贪婪匹配。定义如下：
符号 匹配次数 匹配模式+ 匹配前一字符 1 次或多次 非贪婪* 匹配前一字符 0 次或多次 贪婪- 匹配前一字符 0 次或多次 非贪婪? 匹配前一字符 0 次或1次 仅用于此，不用于标识是否贪婪符号 匹配模式. 任意字符%a 字母%c 控制字符%d 数字%l 小写字母%p 标点字符%s 空白符%u 大写字母%w 字母和数字%x 十六进制数字%z 代表 0 的字符
string.find 的基本应用是在目标串内搜索匹配指定的模式的串。函数如果找到匹配的串，就返回它的开始索引和结束索引，否则返回 nil。find 函数第三个参数是可选的：标示目标串中搜索的起始位置，例如当我们想实现一个迭代器时，可以传进上一次调用时的结束索引，如果返回了一个 nil 值的话，说明查找结束了.
local s = "hello world"
local i, j = string.find(s, "hello")
print(i, j) --> 1 5
string.gmatch 我们也可以使用返回迭代器的方式。
local s = "hello world from Lua"
for w in string.gmatch(s, "%a+") do
print(w)
end
-- output :
-- hello
-- world
-- from
-- Lua
string.gsub 用来查找匹配模式的串，并将使用替换串其替换掉，但并不修改原字符串，而是返回一个修改后的字符串的副本，函数有目标串，模式串，替换串三个参数，使用范例如下：
local a = "Lua is cute"
local b = string.gsub(a, "cute", "great")
print(a) --> Lua is cute
print(b) --> Lua is great
还有一点值得注意的是，'%b' 用来匹配对称的字符，而不是一般正则表达式中的单词的开始、结束。 '%b' 用来匹配对称的字符，而且采用贪婪匹配。常写为 '%bxy'，x 和 y 是任意两个不同的字符；x 作为 匹配的开始，y 作为匹配的结束。比如，'%b()' 匹配以 '(' 开
始，以 ')' 结束的字符串：
print(string.gsub("a (enclosed (in) parentheses) line", "%b()", ""))
-- output: a line
后续计划内容：
Lua入门+高阶
Nginx
OpenResty
LuaRestyRedisLibrary
LuaCjsonLibrary
PostgresNginxModule
LuaNginxModule
LuaRestyDNSLibrary
LuaRestyLock
stream_lua_module
balancer_by_lua
OpenResty 与 SSL
测试
Web服务
火焰图
OpenResty周边
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