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lua 5.2 的 _ENV

lua 5.2 正式发布了，对于 lua 语言本身的修改，重中之重就是对 environment 这个概念的修改。

可以说， 5.1 以前的 environment 已经没有了。environment 对于制造一个安全的沙盒（或是实现 DSL）是一个很重要的语言特性，我以前很喜欢使用，但也很容易用错。这次的修改我认为是一个谨慎的决定，并使得 lua 语言更为精简和严谨了。

我这样理解 5.2 中的 environment 。本质上，lua 取消了原有意义上的 environment 。所以我们可以看到 C Function 不再有环境了。function 、在 lua 中称为 closure ，仅仅只是函数体和 upvalue 的联合体。这简化了 lua 语言本身。全局变量实际上只是一个语法糖，编译时再前面加上了 _ENV. 的前缀。这样，从 load 开始，第一个 chunk 就被加上了 _ENV 这个 upvalue ，然后依次传递下去。

这个设计基本可以取代以前使用 getfenv/setfenv 改变函数环境的方法。但是又不完全等价。总体来说，增加了一些限制，但不太容易写出 bug 的代码了。

比如说，现在想给返回一个独立环境的函数，可以这样写：

function foobar(env)
    local _ENV = env
    return function() ... end
end

而以前大约是这样：

function foobar(env)
    return setfenv(function() ...  end, env)
end

这不太看得出好坏，但是如果是一组函数，就有区别了。5.2 中是这样:

function foobar(env)
    local _ENV = env
    local ret = {}
    function ret.foo()
        ...     
    end
    function ret.bar()
        ...
    end
    return ret
end

5.1 的等价代码大约是这样：

function foobar(env)
    local old = getfenv()
    setfenv(1,env)
    local ret = {}
    function ret.foo()
        ...     
    end
    function ret.bar()
        ...
    end
    setfenv(1,old)
    return ret
end

或者这样更函数式一点：

function foobar(env)
    return setfenv(
    function()
        local ret = {}
        function ret.foo()
            ...     
        end
        function ret.bar()
            ...
        end
        return ret
    end , env) ()
end

getfenv/setfenv 更灵活，却更容易出错。

对于制作沙盒来说，我感觉 lua 5.2 会更为鼓励使用 load 这种运行时的编译行为。即一定程度上的鼓励元编程。（因为取消了 setfenv ，所以给了 load 显式的参数来制定给 chunk 一个新的环境）

btw, 这个语言设计变更的同时也增强了函数式编程的性能。因为 lua 现在可以更方便的合并那些有相同 upvalue 的 closure 了。（从前除了 upvalue 还有 environment ，合并行为更为复杂）

12 月 30 日补充:

如果非要类似 setfenv 的功能, 修改一组函数的 _ENV 大概需要这样做了:

function getfuncs()
  local _ENV = _ENV
  local ret = {}
  function ret.foo()
    ...
  end
  function ret.setfenv(env)
    _ENV = env
  end
  return ret 
end

云风 提交于 December 30, 2011 12:34 AM |

Comments

setfenv 中 while循环中，会产生大量闭包，如何减少这种情况呢？

Posted by: Angie | (16) June 18, 2019 04:50 PM

function setfenv(fn, env) local i = 1 while true do local name = debug.getupvalue(fn, i) if name == "_ENV" then debug.upvaluejoin(fn, i, (function() return env end), 1) break elseif not name then break end i = i + 1 end return fn end 当频繁调用 debug.upvaluejoin(fn, i, (function() return env end), 1) 会产生大量的闭包，如何减少这种情况呢？

Posted by: Angie | (15) June 18, 2019 04:49 PM

给不同func加env不行了，以前可以传入不同函数，用setfenv给他们加上相同env的。 现在貌似不行了，是否有好的解决方法？下面这种 func不能获得upvalue啊。。 function addEnv(func) local _ENV = {} return func end

Posted by: lqk | (14) March 17, 2012 12:05 AM

又研究了下，_G除了在最外层为_ENV时，似乎别无他用，是不是有了_ENV，_G就没有用了

Posted by: wangqs | (13) February 6, 2012 04:46 PM

lua新手弱弱地请教，_G和_ENV有什么区别

Posted by: wangqs | (12) February 6, 2012 01:51 PM

云风大哥，你在csdn上成为2011年国内十大IT人物了 http://subject.csdn.net/pandian2011/people.html

Posted by: 青春华航 | (11) January 2, 2012 11:40 PM

感觉lua 5.2做出的修改还是明确并谨慎的，使lua的语义更加精炼、严谨、优雅了（一直觉得setfenv/getfenv很丑，总觉得它不属于语法层面的东东）。不明白为什么人们期待的类似golang中defer的域退出机制还是没提供。没办法自己用lua closure实现了一个，共用了40几行代码。https://github.com/peterk9999/LuaK 语法类似于golang的defer，不同的是支持任何域的退出，而不仅仅是函数体。 function foo() local f1 = open(); local f2 = open(); defer f1:close(); f2:close(); end; end; 有兴趣的同学可以看看，同时希望风哥能给点意见。

Posted by: peterk | (10) January 1, 2012 01:57 PM

@路人菜鸟，zenk 多谢两位的建议，实在不好意思，把云风这都当成论坛了 我是大三下学期才真正认识到计算机专业是干嘛的，也是那个时候才开始认识到编程语言的重要性，所以起步晚了 我没能有云风大哥这样的机遇，很小就能接触编程，我是进入大学才真正开始操作电脑，进来后又没有老师跟我们说清这个专业的地位和应该加强的方面 所以就一切看机缘了，我们有幸机缘巧合认识到计算机重要性的人就真正学了，那些没认识到的就算是打酱油了吧 或许晚了，不过我不信邪，只管继续往前走

Posted by: Ruchee | (9) December 30, 2011 08:04 PM

lua 5.0到5.1算是小修小补，解决的都是就算没有原生语法自己修修补补也能用的问题。lua 5.2就是大改了，总算解决了好多老大难问题，当然也破坏了向后兼容性。有一个用lua 5.1实现的lua 5.0的backport，但估计很难用5.2实现5.1的backport。

Posted by: Atry | (8) December 30, 2011 07:51 PM

这些代码，看得我好晕啊

Posted by: 泥灸 | (7) December 30, 2011 03:42 PM

这些代码，看的到我头晕脑胀的

Posted by: 泥灸 | (6) December 30, 2011 03:41 PM

大四开始做游戏不晚啊，我毕业5年了才开始做游戏，（毕业2年后才开始真正编程，而且是做了3年的WEB），现在是在写游戏服务端，我感觉你要找准方向，要么偏客户端，要么偏服务端，当然，也不是不可以两边都学，只是精力可能没那么多。

Posted by: zenk | (5) December 30, 2011 03:07 PM

@Ruchee 个人认为“学”不重要。更重要的是不断去“做”。如果想做游戏，就不断实践。过程中就会自然发现需要什么，也就知道该学什么。大四了才开始很晚了，不过也不是没有这样的牛人。加油吧。

Posted by: 路人菜鸟 | (4) December 30, 2011 01:45 PM

env是当前env找不到变量，就往上一级env查找，改成closure是把变量往下传，而不是往上找？

Posted by: sx | (3) December 30, 2011 10:32 AM

我就想Lua新版发布，云风不可能不说几句的，呵呵，还是等到了 我现在大四，准备往游戏编程的方向发展，昨晚搜索了一些这方面的建议贴，发现似乎数学和英语异常重要，而且要求有很高的C++水准 我之前是学纯C的，C++尽管知道个大概，但基本上算是没有入门，我打算重头学一遍C++，然后练习下Win32 API编程和MFC，加强一下数据结构的知识 请问云风，我在学校这自学期间需要重点把握哪些方面呢？有没有必要学点图形学或3D数学？概率论和线性代数是不是需要着重看一下？ 期待您的解答，谢谢 ^-^

Posted by: Ruchee | (2) December 30, 2011 09:22 AM

sf?

Posted by: Joyfish | (1) December 30, 2011 08:28 AM

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