TValue这个结构体是Lua的通用结构体,顾名思义,它存放的是Lua的数据,既然是”通用”的,同时也说明,Lua中的所有的数据都可以使用这个结构体来表示.很容易想到,在面向对象中,这个结构体是一个基类,派生出来的都是其他的子类.如果使用C语言来模拟,就是定义出一个通用的结构体作为”父类”,然后子类的结构体中以这个父类作为结构体的第一个成员变量.比如这样:
struct Common { // ....};struct Object1 { struct Common com; // ...};但是Lua的做法稍微不一样,来看看Lua是如何做的.
TValue结构体内部有几个宏,为了方便,把它们展开之后就是这样的:
typedef struct lua_TValue { union { union GCObject { struct GCheader { GCObject *next; lu_byte tt; lu_byte marked; } gch; union TString ts; union Udata u; union Closure cl; struct Table h; struct Proto p; struct UpVal uv; struct lua_State th; /* thread */ } gc; void *p; lua_Number n; int b; } value; int tt;} TValue;这个结构体定义,总体来说分为两个部分:tt存放的数据类型,而value域存放的是各种数据.而在其中,又划分为两个部分,可gc的数据类型使用union放在一起,剩下的就是不可gc的数据类型了:void*,lua_Number,int.
再详细看看gc union的定义,可以看到各种可gc的类型(Tstring,Udata..etc)和一个GCHeader放在一起,也就是说,当这部分还是数据的时候,数据部分启用,否则就是gc部分了.这里的GCHeader包括了三个部分:next指针将可gc的数据串联成链表,tt表示数据类型,marked存放的gc处理时的颜色值.
这是另一种方式的使用C语言实现的面向对象,对外部而言,TValue结构体可以看作是”基类”,真正进行处理时,再根据数据类型决定到底使用value union中的哪个数据部分.可以看到lua源代码中定义了很多宏就是这样操作Tvalue数据指针的,比如:
#define hvalue(o) check_exp(ttistable(o), &(o)->value.gc->h)
这个宏定义了如何从TValue指针得到Table结构体:首先判断数据类型是Table,然后将value的gc union中Table *h取出.
反之,要从一个具体的类型转换再赋值为相应的TValue,Lua源代码中也提供了相应的宏.因为TValue结构体的中的value域是一个union,所以其实随便强制转换为其中的哪一种类型都可以,不过看上去最舒服的写法还是直接转换为公共类型GCObject了,比如:
#define setsvalue(L,obj,x) { TValue *i_o=(obj); i_o->value.gc=cast(GCObject *, (x)); i_o->tt=LUA_TSTRING; checkliveness(G(L),i_o); }故事到这里还没有完.注意到一点:
union GCObject { GCheader gch; union TString ts; union Udata u; union Closure cl; struct Table h; struct Proto p; struct UpVal uv; struct lua_State th; /* thread */};其中的GCheader展开是这样的:
typedef struct GCheader { CommonHeader;} GCheader;而随便抽在GCObject结构体中的数据类型结构体定义,都发现也包含了一个CommonHeader结构体,比如:
typedef struct Table { CommonHeader; lu_byte flags; lu_byte lsizenode; /* log2 of size of `node' array */ struct Table *metatable; TValue *array; /* array part */ Node *node; Node *lastfree; /* any free position is before this position */ GCObject *gclist; int sizearray; /* size of `array' array */} Table;换言之,在GCObject中,无论是哪个数据结构体,都自己有一份CommonHeader.仔细观察,其实GCObject这个union的内存分布,最开始部分无论如何都是留给CommonHeader的(部分结构体做了对齐,比如TString,具体定义可以自己去看.).这样做,就保证了一个存放在TValue结构体中的数据,既可以使用CommonHeader关于GC的部分,也可以使用到自己本身的数据部分了.
@(部分结构体做了对齐,比如TString,具体定义可以自己去看.)
这句没怎么看懂。
typedef union TString {
L_Umaxalign dummy; /* ensures maximum alignment for strings */
struct {
CommonHeader;
lu_byte extra; /* reserved words for short strings; “has hash” for longs */
unsigned int hash;
size_t len; /* number of characters in string */
} tsv;
} TString;
在TString中如果不加dummy，最前面的不照样也是CommonHeader吗？何必要做内存对齐呢
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