为什么要在nginx中使用lua嵌入c程序?
1.性能上的考虑,lua毕竟是一个脚本语言,对于某些特定的功能如果用纯lua来实现性能上一般都会比用c要逊色一些。
2.没有现成的库供我们使用,实际上互联网上已经有很多现成的第三方lua库供我们使用,比如读取redis数据的resty.redis;将json转化为lua本地数据格式的cjson等。当找不到合适我们使用的第三方库的时候,我们就需要自己动手了。当然如果能够直接使用lua来写一个满足我们自己使用的库也是可以的,如果考虑到性能问题,用c来实现是一个不错的选择。
我们这里打算实现两个方法
1.对一个字符串做hash并对其hash值取摸,在lua中我们可以这样调用该方法:
local value = demo.mod("abcdefe",8);
其中demo是我们写好的c库;
mod方法的第一个参数是要进行取摸的字符串;
第二个参数是摸;
2.由于lua中的时间函数无法精确到毫秒级,我们这里实现一个可以获取系统毫秒的时间:
local time = demo.time();
具体实现
首先引入lua的c api头文件和我们用到的时间头文件
实现一个murmurhash算法,用来hash我们的字符串
typedef unsigned long long uint64_t;
typedef long long int64_t;
typedef long int int32_t;
我们看到上面这个方法是一个纯c函数,lua如何于c传递数据呢?我们看下面这个方法
好了,有拉上面mod方法的解释,我们获取系统时间的方法就比较容易理解了。
实现获取当前毫秒级的系统时间
接下来就是要讲我们写好的c函数注册到lua中了
方法格式: int luaopen_xxx(lua_State *L)
其它都是固定的,只有xxx使我们自定义的库名,我们这里给它起个名字叫demo
下面这个是我们从5.2中拿过来的代码
实际上在lua5.1中使用lua_register()和luaL_register()等方法同样可以将c函数注册到lua中。
使用方法
将上面的代码编译成.so共享库
cc -c -O3 -Wall -pedantic -DNDEBUG -I/luajit/include/luajit-2.1 -fpic -g -o lua_demo.o lua_demo.c
cc -bundle -undefined dynamic_lookup -o demo.so lua_demo.o
/luajit/include/luajit-2.1 是luajit的头文件所在目录
lua_demo.c 是我们上面编写好的代码
将demo.so拷贝到一个指定目录,比如我们这里是/nginx/lualib
在nginx中像这样使用
lua_package_cpath "/nginx/lualib/?.so;;"; //注意是两个分号
server {
listen 80;
location ~ /test {
content_by_lua '
local demo = require "demo";
local index = demo.mod("a",8);
ngx.say("字符a的摸值是"..index);
local time = demo.time();
ngx.say("当前时间是"..time);
';
}
}
调用curl http://127.0.0.1/test 会输出相应的值
1.性能上的考虑,lua毕竟是一个脚本语言,对于某些特定的功能如果用纯lua来实现性能上一般都会比用c要逊色一些。
2.没有现成的库供我们使用,实际上互联网上已经有很多现成的第三方lua库供我们使用,比如读取redis数据的resty.redis;将json转化为lua本地数据格式的cjson等。当找不到合适我们使用的第三方库的时候,我们就需要自己动手了。当然如果能够直接使用lua来写一个满足我们自己使用的库也是可以的,如果考虑到性能问题,用c来实现是一个不错的选择。
我们这里打算实现两个方法
1.对一个字符串做hash并对其hash值取摸,在lua中我们可以这样调用该方法:
local value = demo.mod("abcdefe",8);
其中demo是我们写好的c库;
mod方法的第一个参数是要进行取摸的字符串;
第二个参数是摸;
2.由于lua中的时间函数无法精确到毫秒级,我们这里实现一个可以获取系统毫秒的时间:
local time = demo.time();
具体实现
首先引入lua的c api头文件和我们用到的时间头文件
#include <lua.h> #include <lauxlib.h> #include <lualib.h> #include <sys/time.h>
实现一个murmurhash算法,用来hash我们的字符串
typedef unsigned long long uint64_t;
typedef long long int64_t;
typedef long int int32_t;
static uint64_t murmurhash64A(const void *key,size_t len,int32_t seed){ int64_t m = 0xc6a4a7935bd1e995LL; int r = 47; uint64_t h = seed ^ (len * m); const uint64_t * data = (const uint64_t *)key; const uint64_t * end = data + (len >> 3); while(data != end){ uint64_t k = *data++; k *= m; k ^= k >> r; k *= m; h ^= k; h *= m; } const unsigned char * data2 = (const unsigned char *)data; switch(len & 7){ case 7: h ^= (uint64_t)data2[6] << 48; case 6: h ^= (uint64_t)data2[5] << 40; case 5: h ^= (uint64_t)data2[4] << 32; case 4: h ^= (uint64_t)data2[3] << 24; case 3: h ^= (uint64_t)data2[2] << 16; case 2: h ^= (uint64_t)data2[1] << 8; case 1: h ^= (uint64_t)data2[0]; h *= m; }; h ^= h >> r; h *= m; h ^= h >> r; return h; }
我们看到上面这个方法是一个纯c函数,lua如何于c传递数据呢?我们看下面这个方法
// 时间上lua和c交换数据使用的是一个lua_State栈结构 // 当我们在lua中调用demo.mod("a",8);这个方法时,该方法的两个参数会被顺序的压入到栈顶 // 这个时候栈底是字符串"a",栈顶是数字8 static int mod(lua_State *L){ //checks whether the key is a string size_t len; // 这个方法用来检查第一个参数是不是一个字符串或数字,如果不是那么lua在调用时就会报错 // len这个变量保存的是字符串的长度,这个值是调用该方法后被回填的值。 // 还有一个需要说明的是,在lua的栈中序号1代表栈底,序号2代表栈底的上一个元素 // 所以这里我们向luaL_checklstring方法的第二个参数传入1 const void *key = luaL_checklstring(L,1,&len); //checks if the num is a number int num = luaL_checknumber(L,2); uint64_t seed=0x1234ABCD; uint64_t h = murmurhash64A(key,len,seed); int index = h%num; // 将计算出的摸值压入栈顶 lua_pushnumber(L,index); //the first return value // 返回值代表demo.mod()这个方法返回的参数个数 // lua会根据返回数字的个数,从栈中逐个取出作为lua方法的返回值 return 1; }
好了,有拉上面mod方法的解释,我们获取系统时间的方法就比较容易理解了。
实现获取当前毫秒级的系统时间
static int currentTime(lua_State *l){ struct timeval time; int status = gettimeofday(&time,NULL); if(status < 0){ lua_pushinteger(l,-1); return 1; } int64_t millis = (int64_t)time.tv_sec * 1000 + (int64_t)time.tv_usec / 1000; lua_pushinteger(l,millis); return 1; }
接下来就是要讲我们写好的c函数注册到lua中了
方法格式: int luaopen_xxx(lua_State *L)
其它都是固定的,只有xxx使我们自定义的库名,我们这里给它起个名字叫demo
int luaopen_demo(lua_State *L){ //所有要注册到lua中的c函数放到luaL_Reg数组中 const luaL_Reg methods[] = { {"mod",mod}, {"time",currentTime}, {NULL,NULL} }; //注册c方法到lua //此时栈顶的值是demo // 创建栈结构 lua_newtable(L); // 这个方法使用lua5.2中摘抄过来的 // 把数组methods中所有的函数注册到栈顶的demo中,并指定upvalue的个数 // 因为我们这里没有用到upvalue值,所有传入0 setfuncs(L,methods,0); //向栈顶压入一个字符串代表我们的版本号 lua_pushliteral(L,"0.0.1"); //将栈顶的值赋值到,栈中第二个元素的version字段上,并将栈顶弹出 //demo.version=0.0.1 lua_setfield(L,-2,"version"); //返回栈顶的demo值 return 1; }
下面这个是我们从5.2中拿过来的代码
static void setfuncs (lua_State *l, const luaL_Reg *reg, int nup){ int i; luaL_checkstack(l, nup, "too many upvalues"); for (; reg->name != NULL; reg++) { /* fill the table with given functions */ for (i = 0; i < nup; i++) /* copy upvalues to the top */ lua_pushvalue(l, -nup); lua_pushcclosure(l, reg->func, nup); /* closure with those upvalues */ lua_setfield(l, -(nup + 2), reg->name); } lua_pop(l, nup); /* remove upvalues */ }
实际上在lua5.1中使用lua_register()和luaL_register()等方法同样可以将c函数注册到lua中。
使用方法
将上面的代码编译成.so共享库
cc -c -O3 -Wall -pedantic -DNDEBUG -I/luajit/include/luajit-2.1 -fpic -g -o lua_demo.o lua_demo.c
cc -bundle -undefined dynamic_lookup -o demo.so lua_demo.o
/luajit/include/luajit-2.1 是luajit的头文件所在目录
lua_demo.c 是我们上面编写好的代码
将demo.so拷贝到一个指定目录,比如我们这里是/nginx/lualib
在nginx中像这样使用
lua_package_cpath "/nginx/lualib/?.so;;"; //注意是两个分号
server {
listen 80;
location ~ /test {
content_by_lua '
local demo = require "demo";
local index = demo.mod("a",8);
ngx.say("字符a的摸值是"..index);
local time = demo.time();
ngx.say("当前时间是"..time);
';
}
}
调用curl http://127.0.0.1/test 会输出相应的值
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