1.模块与包

• 基础知识

• 模块类似于一个封装库，从 Lua 5.1 开始，Lua 加入了标准的模块管理机制，可以把一些公用的代码放在一个文件里，以 API 接口的形式在其他地方调用，有利于代码的重用和降低代码耦合度。
• Lua 的模块是由变量、函数等已知元素组成的 table。

local module = {}
-- 定义一个常量
module.constant = "这是一个常量"
-- 定义一个函数
function module.func1()
    io.write("这是一个公有函数！\n")
end
local function func2()
    print("这是一个私有函数！")
end
return module

• Lua提供了一个名为require的函数用来加载模块。 require()函数先检测package.loaded表中是否存在module_name，若存在则直接返回当中的值，若不存在则通过定义的加载器加载module_name。

function require(module)
    -- 判断模块是否已经被加载
    if not package.loaded[module] then
        -- 获取模块的加载器
        local loader = findloader(module)
        if loader==nil then
            error("unable to load module "..module)
        end
        -- 将模块标记为已加载
        package.loaded[module] = true
        -- 初始化模块
        local result = loader(module)
        if result~=nil then
            package.loaded[module] = result
        end
    end
    return package.loaded[module]
end

• Lua提供require()函数用来加载运行库，require()和dofile()完成相同的功能，不同点是
  require会搜索目录以加载文件
  require不会重复加载同一模块
  若要让每次加载文件都执行，可使用dofile。
  若加载后不执行，等需要时执行，可使用loadfile。

问题

-代码内更新可以很好的利用此机制。

2. 元表与元方法

基础知识

• 在 Lua table 中我们可以访问对应的key来得到value值，但是却无法对两个 table 进行操作。因此 Lua 提供了元表(Metatable)，允许我们改变table的行为，每个行为关联了对应的元方法。

• 举例来说，当一个非数字的值作加法操作的时候， Lua 会检查它的 metatable 中 "__add" 域中的是否有一个函数。 如果有这么一个函数的话，Lua 调用这个函数来执行一次加法。

• 我们叫 metatable 中的键名为 事件 (event) ，把其中的值叫作 元方法 (metamethod)。 在上个例子中，事件是 "add" 而元方法就是那个执行加法操作的函数。

• 可以通过 getmetatable 函数来查询到任何一个值的 metatable。

• 可以通过 setmetatable 函数来替换掉 table 的 metatable 。

• 元方法 __index 用来对表访问，访问规则：
  1.在表中查找，如果找到，返回该元素，找不到则继续。
  2.判断该表是否有元表，如果没有元表，返回 nil，有元表则继续。
  3.判断元表有没有 __index 方法，如果 __index 方法为 nil，则返回 nil；如果 __index 方法是一个表，则重复 1、2、3；如果 __index 方法是一个函数，则返回该函数的返回值。

• 元方法 __newindex 用来对表更新，更新规则：
  1.如果是表已存在的索引键，则直接更新，没有的话就继续。
  2.解释器就会查找__newindex 元方法：如果存在则调用这个函数而不进行赋值操作。
  3.如果不存在则直接对表赋值。

问题

• 因为Lua本身是没有面向对象支持的，但在项目开发中需要面向对象编程，于是很多人用Lua本身的数据结构table+元表来模拟面向对象实现类、继承、多重继承。当元方法 __index 和 __newindex 变成函数时，会因为 函数本身的复杂度导致逻辑消耗时间变多。在大型项目里是不小的性能开销。

3. 弱引用Table

基础知识

• Lua有着自己的自动内存管理。程序只需要负责创建对象，而不需要去删除对象。通过垃圾回收机制，lua会自动去删除那些已经成为垃圾的对象。但问题在垃圾收集器只能回收那些它认为是垃圾的东西，不会回收那些用户认为是垃圾的东西。比如那些存储在全局变量中的对象，即使程序不会再用到它们，但对于Lua来说它们也不是垃圾，除非用户将这些对象赋值为nil，这样它们才能被释放。但有时候，简单地清除引用还不够，比如将一个对象放在一个数组中时，它就无法被回收，这是因为即使当前没有其他地方在使用它，但数组仍引用着它，除非用户告诉Lua这项引用不应该阻碍此对象的回收，否则Lua是无从得知的。
• table中有key和value，这两者都可以包含任意类型的对象。通常，垃圾收集器不会回收一个可访问table中作为key或value的对象。也就是说，这些key和value都是强引用，它们会阻止对其所引用对象的回收。在一个弱引用table中，key和value是可以回收的。
• 弱引用table（weak table）是用户用来告诉Lua一个引用不应该阻碍对该对象的回收。所谓弱引用，就是一种会被垃圾收集器忽视的对象引用。如果一个对象的引用都是弱引用，该对象也会被回收，并且还可以以某种形式来删除这些弱引用本身。
  对于弱引用table，其实有三种形式：
  1.key值弱引用，也就是刚刚说到的情况，只要其他地方没有对key值引用，那么，table自身的这个字段也会被删除。设置方法：setmetatable(t, {__mode = “k”});
  2.value值弱引用，情况类似，只要其他地方没有对value值引用，那么，table的这个value所在的字段也会被删除。设置方法：setmetatable(t, {__mode = “v”});
  3.key和value弱引用，规则一样，但是key和value都同时生效，任意一个起作用时都会导致table的字段被删除。设置方法：setmetatable(t, {__mode = “kv”});

local t = {};
--setmetatable(t, {__mode = "k"}) --key值弱引用
--setmetatable(t, {__mode = "v"}) --value值弱引用
--setmetatable(t, {__mode = "kv"}) --key和value弱引用

-- 使用一个table作为t的key值
local key = {name = "key"}
t[key] = key
key = nil

-- 使用一个table作为t的key值
local value = {name = "value"}
t["value"] = value
value = nil

-- 强制进行一次垃圾收集
collectgarbage();
    
for key, value in pairs(t) do
    print(value.name)
end

问题

• 弱引用就是一种这样的机制。实际代码开发中还是强引用的，需要开发者管理好引用关系减少gc。