Lua5.3源码阅读记录（2）-- 数据类型

 

       首先 lua是一门动态类型的脚本语言，这就意味着同一个变量在不同的时刻可以指向不同的数据类型，例如声明一个变量t 既可以指向字符串，也可以指向表，这就需要一个通用的数据结构来表示lua里的所有数据类型包括数字、字符串、表、指针、函数、Lua虚拟机等类型。用来表示不同的数据类型的通用数据结构需要满足两个条件，1.结构中需要包含一个表示数据类型的字段 2.包含一个存储实际数据的字段 ，常见的做法有两种：

1. 一般的面向对象思路，定义一个公共数据结构，存储所有数据类型的公共信息，其他具体数据在派生结构中定义 。

2. 使用c语言的union

在lua中，两种方法都有使用，接下来看一下lua的通用数据结构是如何定义的，首先需要确定数据类型type，在lua中基础数据类型对应的type在lua.h 中定义 。如下图

 

 

其中 LUA_TUSERDATA 和 LUA_TLIGHTUSERDATA 两种 对应的都是void* 。区别在于LUA_TLIGHTUSERDATA的分配释放由lua外部的使用者来完成，不需要lua关心其生命周期 ，后者是通过lua内部完成的。

上述数据类型大体可以分为两类，需要GC的和 不需要GC的，需要GC的有LUA_TSTRING（字符串）、LUA_TTABLE（表）’LUA_TFUNCTION（函数）、LUA_TUSERDATA（指针）LUA_TTHREAD（线程），对于需要GC的数据类型，他们的公共信息是一个简单的宏定义CommonHeader，定义在lobject.h中，并定义了一个只包含CommonHeader的结构体GCObject。

lua内部通过一个这个宏来标识需要GC的数据，此处使用宏定义是为了使用上的方便 。 next :下一个GC链表的成员     tt:表示上述的数据类型，lua_byte 是unsigned char 类型的别名     marked：GC相关标记位 

接下来，Lua使用了一个联合体GCUnion来表示所有需要GC的数据类型（定义在lstate.h中）

再将需要所有需要GC的数据类型看作一种类型和 其他不需要GC的数据类型放在一起形成新的联合体Value （lobject.h）

需要注意的是：Value中存储的是一个GCObject的指针，实际指向的是一个GCUnion类型的值，这里的Value已经可以表示lua中所有数据类型的值。但还有一个问题，对于GC数据类型，在GCObject中有一个tt标识具体数据类型，而非GC数据类型却无法区分出来，所以还需要添加一个标识数据类型的字段 。也就是下面的Tvalue，其中的tt_标识了数据类型 

这个结构就跟最开始我们自己定义的TValue十分类似了。到这里我们已经可以使用TValue来表示lua的所有数据类型，紧接着就需要实现各种具体类型和TValue之间进行转换 ，lobject.h中定义了大量的TValue和具体类型相互转换的宏定义 

Tvalue -> 具体类型 

首先进行类型判断，然后根据类型取值，对于非GC数据，直接取Vlaue中对应类型的值 ，对于GC数据需要先将Vlaue中的gc转为GCUnion*  再去取值 ，例如TString类型，通过（GCUnion*）(t.value_.gc)->ts 取值 

具体类型 -> TValue

对于非gc数据，直接将值赋给对应字段，设置tt_为对应类型 ，对于gc数据类型，需要使用obj2gco将数据转换为GCObject，地址赋值给TVlaue中的gc字段，再设置tt_为对应类型 。lobject.h中主要是各种类型的数据结构定义 、类型判断函数 和 类型转换函数 。

      需要知道的是 ，程序 =  数据结构 + 算法，而TValue就是为了实现lua动态语言特性所定义的一种数据结构。