我們都知道skynet底層是用c實現的，邏輯層用lua實現。那麼c底層是怎麼樣與lua層實現交互的呢？這篇文章將會講解這方面的內容。
系列文章中的skynet怎麼啓動lua文件講到了skynet是如何啓動lua代碼的，無非是調用lua api加載lua文件。有個QQ羣友問到c底層究竟是如何調用到lua層的回調函數的，正好這篇文章會分析這個。
加載我們的lua邏輯文件後，一般lua 服務都會有一個主函數skynet.start()，開始執行。他會調用c層函數lcallback來設置服務的回調函數：
static int
lcallback(lua_State *L) {
struct skynet_context * context = lua_touserdata(L, lua_upvalueindex(1));
int forward = lua_toboolean(L, 2);
luaL_checktype(L,1,LUA_TFUNCTION);
lua_settop(L,1);
lua_rawsetp(L, LUA_REGISTRYINDEX, _cb);
lua_rawgeti(L, LUA_REGISTRYINDEX, LUA_RIDX_MAINTHREAD);
lua_State *gL = lua_tothread(L,-1);
if (forward) {
skynet_callback(context, gL, forward_cb);
} else {
skynet_callback(context, gL, _cb);
}
return 0;
}
關於第一句struct skynet_context * context = lua_touserdata(L, lua_upvalueindex(1));的含義後面會有講到，這裏主要講解這段代碼的意思。首先檢查棧頂是否是個函數，並且講棧頂的函數保存在一個table中，這個table是一個內置的表stack[LUA_REGISTRYINDEX]。棧頂函數就是skynet.start()函數中c.callback的參數skynet.dispatch_message。
接下來就是設置回調函數爲_cb(forward爲null)。我們再看看_cb函數：
static int
_cb(struct skynet_context * context, void * ud, int type, int session, uint32_t source, const void * msg, size_t sz) {
lua_State *L = ud;
int trace = 1;
int r;
int top = lua_gettop(L);
if (top == 0) {
lua_pushcfunction(L, traceback);
lua_rawgetp(L, LUA_REGISTRYINDEX, _cb);
} else {
assert(top == 2);
}
lua_pushvalue(L,2); --把lua層回調函數壓棧
lua_pushinteger(L, type);
lua_pushlightuserdata(L, (void *)msg);
lua_pushinteger(L,sz);
lua_pushinteger(L, session);
lua_pushinteger(L, source);
r = lua_pcall(L, 5, 0 , trace);
if (r == LUA_OK) {
return 0;
}
...
...
return 0;
}
我們看到c層的回調函數會調用lua_rawgetp把我們先前保存的回調函數取出，然後壓棧。接下來就是壓入回調函數的參數，type,msg,sz,session,source，然後調用lua_pcall(L, 5, 0 , trace)，他將會執行剛纔保存的lua層回調函數skynet.dispatch_message。至此我們就知道了c層是如何調用lua層的回調函數了。
上面提到的struct skynet_context * context = lua_touserdata(L, lua_upvalueindex(1))是什麼鬼呢？我們知道每個服務都有一個上下文context，當lua層調用c層的函數時，是如何關聯到那個context的呢？我們會想到在lua虛擬機的棧上來保存。沒錯，snlua服務初始化的時候，就把context保存在關聯的虛擬機棧上了：
static int
init_cb(struct snlua *l, struct skynet_context *ctx, const char * args, size_t sz) {
lua_State *L = l->L;
l->ctx = ctx;
lua_gc(L, LUA_GCSTOP, 0);
lua_pushboolean(L, 1); /* signal for libraries to ignore env. vars. */
lua_setfield(L, LUA_REGISTRYINDEX, "LUA_NOENV");
luaL_openlibs(L);
lua_pushlightuserdata(L, ctx);
lua_setfield(L, LUA_REGISTRYINDEX, "skynet_context"); //將context保存在棧的一個特殊表裏
...
}
按理說，在lua層調用c層函數時，只需要調用lua_getfield(L, LUA_REGISTRYINDEX, "skynet_context")取出該context就好了，但是這裏使用的是lua函數的upvalue技巧。有關lua函數的upvalue請看lua5.3中luaL_setfunc設置upvalue的用法示例。在設計函數時是利用函數upvalue來保存context：
LUAMOD_API int
luaopen_skynet_core(lua_State *L) {
luaL_checkversion(L);
luaL_Reg l[] = {
{ "send" , lsend },
{ "genid", lgenid },
{ "redirect", lredirect },
{ "command" , lcommand },
{ "intcommand", lintcommand },
{ "error", lerror },
{ "tostring", ltostring },
{ "harbor", lharbor },
{ "pack", luaseri_pack },
{ "unpack", luaseri_unpack },
{ "packstring", lpackstring },
{ "trash" , ltrash },
{ "callback", lcallback },
{ "now", lnow },
{ NULL, NULL },
};
luaL_newlibtable(L, l);
lua_getfield(L, LUA_REGISTRYINDEX, "skynet_context"); //將保存的context入棧頂
struct skynet_context *ctx = lua_touserdata(L,-1);
if (ctx == NULL) {
return luaL_error(L, "Init skynet context first");
}
luaL_setfuncs(L,l,1);
return 1;
}
調用函數時利用lua_touserdata(L, lua_upvalueindex(1))來獲取context，例如上面的lcallback函數。
利用upvalue來存儲數據的地方還有一處，就是msgpack模塊：
int
luaopen_skynet_msgpack(lua_State *L) {
luaL_checkversion(L);
luaL_Reg l[] = {
{ "pop", lpop },
{ "pack", lpack },
{ "clear", lclear },
{ "tostring", ltostring },
{ NULL, NULL },
};
luaL_newlib(L,l);
// the order is same with macros : TYPE_* (defined top)
lua_pushliteral(L, "data");
lua_pushliteral(L, "more");
lua_pushliteral(L, "error");
lua_pushliteral(L, "open");
lua_pushliteral(L, "close");
lua_pushliteral(L, "warning");
lua_pushcclosure(L, lfilter, 6); //壓入一個函數，這個函數帶6個upvalue
lua_setfield(L, -2, "filter"); //將上面的luaL_Reg表添加一個函數filter
return 1;
}
調用filter函數時，根據消息不同的類型，來壓入不同的upvalue：
static int
lfilter(lua_State *L) {
struct skynet_socket_message *message = lua_touserdata(L,2);
int size = luaL_checkinteger(L,3);
char * buffer = message->buffer;
if (buffer == NULL) {
buffer = (char *)(message+1);
size -= sizeof(*message);
} else {
size = -1;
}
lua_settop(L, 1);
switch(message->type) {
case SKYNET_SOCKET_TYPE_DATA:
// ignore listen id (message->id)
assert(size == -1); // never padding string
return filter_data(L, message->id, (uint8_t *)buffer, message->ud);
case SKYNET_SOCKET_TYPE_CONNECT:
// ignore listen fd connect
return 1;
case SKYNET_SOCKET_TYPE_CLOSE:
// no more data in fd (message->id)
close_uncomplete(L, message->id);
lua_pushvalue(L, lua_upvalueindex(TYPE_CLOSE)); //利用函數的upvalue
lua_pushinteger(L, message->id);
return 3;
case SKYNET_SOCKET_TYPE_ACCEPT:
lua_pushvalue(L, lua_upvalueindex(TYPE_OPEN));
// ignore listen id (message->id);
lua_pushinteger(L, message->ud);
pushstring(L, buffer, size);
return 4;
case SKYNET_SOCKET_TYPE_ERROR:
// no more data in fd (message->id)
close_uncomplete(L, message->id);
lua_pushvalue(L, lua_upvalueindex(TYPE_ERROR));
lua_pushinteger(L, message->id);
pushstring(L, buffer, size);
return 4;
case SKYNET_SOCKET_TYPE_WARNING:
lua_pushvalue(L, lua_upvalueindex(TYPE_WARNING));
lua_pushinteger(L, message->id);
lua_pushinteger(L, message->ud);
return 4;
default:
// never get here
return 1;
}
}
以上就是常用到的skynet lua層和c層交互的相關函數，還有其他的一些零散的函數，我們下次有空再講解。
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