理解lua中Weak Table

如果你对lus语言的中weak table不明白的话，那这篇文章应该对你有帮助。

所有脚本语言几乎都有垃圾回收器(GC)，当然lua也有。

不明白GC不要紧，下面让我来解释：
这一切要先从现代编程语言的鼻祖 — C语言开始。

如果你在C中要使用变量，可以这样定义变量，如：
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void hello(){
int a = 0; // 局部变量声明
}
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局部变量a的生与死是已经确定的，就是{括号和}括号之间。
这样会很安全，因为函数在执行完后会清栈(清理变量)，所以你不用去考虑变量的生与死，但，它不够灵活，因为它的作用域被界限了，它只能在这个函数里被使用。

换种手段，定义全局变量，如下：
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static int a = 0;// 全局变量声明

void hello1(){
a = 1;
}
void hello2(){
a = 2;
}
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很显然，这样很灵活，到哪里都可以使用。
不过自从它生之后，就不会结束了，直到程序关闭时它才结束。
这意味着，程序运行期间无论如何它都将存在。
你面对的将是一个永恒的变量，如果你定义了10,100,1000个...那将会是一堆...(僵尸?)

这样都很不好，你无法控制变量的生与死，无法达到灵活处理变量生与死的目的。
想亲手控制变量的生与死？C便提供了一个函数实现你的梦想－ malloc，如下：
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int* p = (int *)malloc(sizeof(int)); // 手动创建 — 生

这样p便存储了申请过来的这块内存首地址，现在就可以使用了，如下：

*p = 1;

当你不再使用这块内存的时候，那你就使用free函数释放(清理)它，否则它将一直存在。

free(p);   // 手动释放 — 死
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如果你不这样做，那内存将会增长直到程序崩溃(世界就乱了)。

这样子看，第3个方法很好很灵活，但是一旦你定义了这种变量多了，你将成为上帝 — 你必须管理每个变量的生与死，哪怕是1,10,1000。一个都不能漏，否则世界的平衡就乱了(有人不死啦)，换句话你程序也将挂了。

这样看来很显然不是每个人都喜欢或者能做上帝，在这样的情况下，有一个东西横空出世了 — GC！
它就是这个问题的救世主，下面详细介绍：

GC - Garbage Collectoion - 垃圾回收器

它的作用就是变量你随意定义，手尾我来跟，你只须定义变量的生，变量的死由我来负责。
那你不经地问：那你怎么知道这个变量我不用了？

那这个问题就比较复杂，目前GC的实现有好多种，敝人只知道引数GC，下面就用lua来说说它。
先说明一点：在脚本语言中变量的声明都是使用上面说的第三种方法 - malloc来手动创建内存块。

lua代码：
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function test()
local a = {x=1};   -- GC将给"{x=1}"手动创建的这块内存块增加一个引用 - b，引用数为1
end

test(); -- 函数执行完后清栈，局部变量a被清掉，GC将给"{x=1}"这块内存将减少一个引用，引用数为0，引用数为0时GC就清理掉"{x=1}"这块内存。

print(a);   -- nil
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再看下面：
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b = 0;   -- 外部变量
function test()
local a = {x=1};
b = a;   -- GC将给"{x=1}"这块内存再加一个引用 - a，引用数为2
end
test(); -- 函数执行完后清栈，"{x=1}"这块内存引用数减1还剩1，那这块内存块不用清理。

print(b); -- table: 003BAAD8
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上面的例子你应该大致清楚GC的工作原理了吧，下面看最后此文的关键：lua - weak table

在lua中任何对内存块的引用都会使引用数加1，但有一个例外：weak table，它对内存块的引用不会使引用增1
看下面代码：
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a = {};
b = {};
setmetatable(a,b); -- 设置a为weak table
b.__mode = 'k';

key = {};    -- 增加"{}"内存块的一个引用 - key，引用数1
a[key] = 1; -- weak table引用不增引数，所以"{}"内存块的引数还为1
key = {}    -- 改变key指向新增的"{}"内存块，上面的"{}"内存块引数减一为0
a[key] = 2     -- 如上上一样

collectgarbage();   -- 调用GC，清掉weak表中没有引用的内存

for k,v in pairs(a) do
print(v);    -- 只输出一个2
end
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如果a不是weak table而是普通的table,那么a将会对"{}"内存块的引数加1，
去掉"b.__mode = 'k';"这句，你将会看到输出1和2。
看最后一个例子：
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a = {}
b = {}
setmetatable(a,b)
b.__mode = "k"
function test()
    local key1 = {};
    a[key1] = 1;
    local key2 = {};
    a[key2] = 2;
end
test(); -- 函数执行完后key1和key2它们指向的内存块引数都减一为0

collectgarbage() -- 故全部都被清空
for k,v in pairs(a) do
print(v); -- 没有任何输出
end
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以上是我自己对gc的理解(没去查资料^_^)，仅供参考...

后语：GC虽然是救世主，但不是万能的救世主，在回收变量中存在一些问题，如效率、循环引用等等需要去关注...

本文转自：http://hi.baidu.com/xuyuqiang/blog/item/29aa10f2529cba14b17ec51b.html

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