云风的 BLOG: lua 5.2 的

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

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