Lua的local变量探究

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前言

　　先前看到用好Lua+Unity，让性能飞起来—LuaJIT性能坑详解一文中提到：

3.2 寄存器分配失败->减少local变量、避免过深的调用层次
很不幸的一点是，arm中可用的寄存器比x86少。LuaJIT为了速度，会尽可能用寄存器存储local变量，但是如果local变量太多，寄存器不够用，目前JIT的做法是：放弃治疗（有兴趣可以看看源码中asm_head_side函数的注释）。因此，我们能做的，只有按照官方优化指引说的，避免过多的local变量，或者通过do end来限制local变量的生命周期。

　　对此自然是可以理解的，哪怕是一般语言，local变量过多也会有堆栈溢出的问题。不过我对此一直有个隐忧：Lua是拥有模块级local变量的，不知是否也受此规则影响？尽管有此隐忧，却一直没有去做相关的探究。恰逢今日遇到相关话题，便来个刨根问底吧。

200限制

　　首先的发现是：一段过程下最多拥有200个local变量，且do end不算。类似这样：

local Class = {}
local test1 = 1
local test2 = 2
... --to 199
return Class

　　如果超过199，则会报出main function has more than 200 local variables的错误。当然这里说的是一段过程，所以函数是另算的，同样一个函数的过程最多也不能超过200个local变量（调用函数则算转入下一个过程了）。
　　这个限制是Lua与LuaJIT共有的，显然是想限制local数量的泛滥。

函数嵌套调用

　　接下来便是试试函数嵌套调用了：

function Class.Do(v)
    if (v > n) then --n is a custom value
        return
    end
    local test1 = 1
    ... -- to 199
    Class.Do(v + 1)
end

　　注意参数v也算是local变量的一员，所以test变量最多只能延伸到199个。以此进行递归调用的话，根据实验结果来看：

版本	嵌套上限	local变量上限
LuaJIT	325	65000
Lua5.3	4975	995000

　　测试的环境为macOS x86-64，LuaJIT方面无论JIT开启与否结果皆一致。根据前文所言来看，到了ARM环境这个数量将会进一步下降。虽然从对比来看差距有点大，但实际上在函数调用方面也算够用了。

模块级local变量

　　接下来便是我最关心的一点了：以上local变量上限是否会影响到模块级local变量？所谓模块级local变量即作用域为整个文件：

--test.lua
local Class = {}
local function Func()
end
...
return Class

　　这种模块级local变量在Lua开发的应用还是很广泛的，它能有效的做到信息分隔的效果。但若是这些变量也受之前的上限规则影响，咁就扑街了！

　　首先是测试加载多个满载local变量的模块：

1
2
3

for n=1, 5000 do
    require("test" .. n)
end

　　天可怜见，无论读取多少个文件，都不会存在上限问题。可见对于模块级local变量的处理是不一样的。到了这里基本上可以放心了，不过为防万一，我还做了模块的嵌套引用实验：

---test1.lua
local Class = {}
print("1")
local Next = require("test2")
local test1 = 1
local test2 = 2
... --to max
return Class

　　以这种形式生成了5000个文件，以此进行嵌套引用，结果也是成功通过了。由此可见，对于模块级local变量是可以放心地去使用了。

后记

　　尽管模块级local变量是可以随便用了，但是也要考虑到热更新方面的问题：若是选择使用模块级local变量去存储模块的数据，那么在热更新方面的处理将会变得十分麻烦。从这点考虑的话，模块级local变量最好只是用于引用别的模块为妙。

前言

200限制

函数嵌套调用

模块级local变量

后记

函数嵌套调用