Nginx Lua学习
# Nginx Lua学习
# 概念
Nginx 是可扩展的，可用于处理各种使用场景。本内容中，我们一起学习使用 Lua 扩展 Nginx 的功能。
Lua 是一种轻量、小巧的脚本语言，用标准 C 语言编写并以源代码形式开发。设计的目的是为了嵌入到其他应用程序中，从而为应用程序提供灵活的扩展和定制功能。
# 特性
跟其他语言进行比较，Lua 有其自身的特点：
- 轻量级 Lua 用标准 C 语言编写并以源代码形式开发，编译后仅仅一百余千字节，可以很方便的嵌入到其他程序中。
- 可扩展 Lua 提供非常丰富易于使用的扩展接口和机制，由宿主语言（通常是 C 或 C++）提供功能，Lua 可以使用它们，就像内置的功能一样。
- 支持面向过程编程和函数式编程
# 应用场景
Lua 在不同的系统中得到大量应用，场景的应用场景如下:
游戏开发、独立应用脚本、Web 应用脚本、扩展和数据库插件、系统安全上。
# Lua的安装
在 Linux 上安装 Lua 非常简单，只需要下载源码包并在终端解压、编译即可使用。
Lua 的官网地址为：https://www.lua.org (opens new window)
点击 download 可以找到对应版本的下载地址，我这里使用最新版 lua-5.4.4，其对应的资源链接地址为 https://www.lua.org/ftp/lua-5.4.4.tar.gz，也可以在 Linux 使用 wget 命令直接下载
wget https://www.lua.org/ftp/lua-5.4.4.tar.gz- 我这里下载在
/opt/lua
mkdir /opt/lua
cd /opt/lua
wget https://www.lua.org/ftp/lua-5.4.4.tar.gz- 解压
tar -zxvf lua-5.4.4.tar.gz- 检测是否满足 Lua 需要的环境
cd /opt/lua/lua-5.4.4
make linux test如果在执行 make linux test 失败，报如下错误(如果没有,则编译安装):
说明当前系统缺少 libreadline-dev 依赖包，需要通过命令来进行安装：
yum install -y readline-devel- 编译安装
make install- 验证是否安装成功
[root@master lua-5.4.4]# lua -v
Lua 5.4.4 Copyright (C) 1994-2022 Lua.org, PUC-Rio# 第一个Lua程序
Lua 和 C/C++ 语法非常相似，整体上比较清晰，简洁。条件语句、循环语句、函数调用都与 C/C++ 基本一致。如果对 C/C++ 不太熟悉，也没关系，因为天下语言是一家，基本上理解起来都不会太困难。下面一点一点进行讲解。
大家需要知道的是，Lua 有两种交互方式，分别是：交互式和脚本式，这两者的区别，下面我们分别来讲解下：
# 交互式
交互式是指可以在命令行输入程序，然后回车就可以看到运行的效果。
Lua 交互式编程模式可以通过命令 lua -i 或 lua 来启用：
lua -i
// 或者
lua[root@master lua-5.4.4]# lua
Lua 5.4.4 Copyright (C) 1994-2022 Lua.org, PUC-Rio
>在命令行中输入如下命令，并按回车，会有输出在控制台：
print("Hello world")> print("HelloWorld")
HelloWorldCTRL + C 交互式终端。
# 脚本式
脚本式是将代码保存到一个以 lua 为扩展名的文件中并执行的方式。
方式一：
我们需要一个文件名为 hello.lua，在文件中添加要执行的代码，然后通过命令 lua hello.lua 来执行，会在控制台输出对应的结果。
创建 hello.lua 文件
mkdir lua_demo
cd lua_demo
vim hello.luahello.lua 文件内容
print("HelloWorld")执行 hello.lua 文件：
lua hello.lua[root@master lua_demo]# lua hello.lua
HelloWorld不想每次都是用 lua hello.lua 来执行该文件，可不可以直接执行 hello.lua 文件？
方式二：
将 hello.lua 做如下修改
#!/usr/local/bin/lua
print("Hello World!!!")第一行用来指定 Lua 解释器命令所在位置为 /usr/local/bin/lua，加上 # 号标记，解释器会忽略它。一般情况下 #! 就是用来指定用哪个程序来运行本文件。
但是 hello.lua 并不是一个可执行文件，需要通过 chmod 来设置可执行权限，最简单的方式为：
chmod 755 hello.lua然后执行该文件
./hello.lua[root@master lua_demo]# ./hello.lua
Hello World!!!补充一点，如果想在交互式中运行脚本式的 hello.lua 中的内容，我们可以使用一个 dofile 函数，如：
dofile("lua_demo/hello.lua")[root@master lua_demo]# lua
Lua 5.4.4 Copyright (C) 1994-2022 Lua.org, PUC-Rio
> dofile("hello.lua")
Hello World!!!注意
在 Lua 语言中，连续语句之间的分隔符并不是必须的，也就是说后面不需要加分号，当然加上也不会报错。
在 Lua 语言中，表达式之间的换行也起不到任何作用。如以下四个写法，其实都是等效的
# 写法一：换行，不加分号
a=1
b=a+2
# 写法二：换行，加分号
a=1;
b=a+2;
# 写法三：不换行，加分号
a=1; b=a+2;
# 写法四：不换行，不加分号
a=1 b=a+2不建议使用第四种方式，可读性太差。
# Lua的注释
关于 Lua 文件的注释要分两种，第一种是单行注释，第二种是多行注释。
单行注释的语法为：
-- 注释内容多行注释的语法为:
--[[
注释内容
注释内容
--]]#!/usr/local/bin/lua
print("Hello World!!!")
-- print("HelloWorld")
--[[
print("HelloWorld2")
--]]如果想取消多行注释，只需要在第一个--之前在加一个-即可，如：
---[[
注释内容
注释内容
--]]# Lua标识符
换句话说标识符就是我们的变量名，Lua 定义变量名以一个字母 A 到 Z 或 a 到 z 或下划线 _ 开头后加上 0 个或多个字母，下划线，数字（0 到 9）。这块建议大家最好不要使用下划线加大写字母的标识符，如 _VERSION，因为 Lua 的保留字也是这样定义的，容易发生冲突。注意 Lua 是区分大小写字母的。
# Lua关键字
下列是 Lua 的关键字，大家在定义常量、变量或其他用户自定义标识符都要避免使用以下这些关键字：
and | break | do | else |
elseif | end | false | for |
function | if | in | local |
nil | not | or | repeat |
return | then | true | until |
while | goto |
一般约定，以下划线开头连接一串大写字母的名字（比如 _VERSION）被保留用于 Lua 内部全局变量。这个也是上面我们不建议这么定义标识符的原因。
# Lua运算符
Lua中支持的运算符有算术运算符、关系运算符、逻辑运算符、其他运算符。
# 算术运算符
符号 | 作用 | 例子 |
|---|---|---|
+ | 加法 | 10 + 20 --> 30 |
- | 减法 | 20 - 10 --> 10 |
* | 乘法 | 10 * 20 --> 200 |
/ | 除法 | 20 / 10 --> 2 |
% | 取余 | 3 % 2 --> 1 |
^ | 乘幂 | 10 ^ 2 --> 100 |
- | 符号 | -10 --> -10 |
# 关系运算符
符号 | 作用 | 例子 |
|---|---|---|
== | 等于 | 10 == 10 --> true |
~= | 不等于 | 10 ~= 10 --> false |
> | 大于 | 20 > 10 --> true |
< | 小于 | 20 < 10 --> false |
>= | 大于等于 | 20 >= 10 --> true |
<= | 小于等于 | 20 <= 10 --> false |
# 逻辑运算符
符号 | 作用 | 例子 |
|---|---|---|
and | 逻辑与 | A and B（等价于 Java 的 a && b） |
or | 逻辑或 | A or B（等价于 Java 的 a || b） |
not | 逻辑非 | not A（取反，如果 A 为 true，则返回 false） |
逻辑运算符可以作为 if 的判断条件，返回的结果如下:
A = true
B = true
A and B --> true
A or B --> true
not A --> false
A = true
B = false
A and B --> false
A or B --> true
not A --> false
A = false
B = true
A and B --> false
A or B --> true
not A --> true# 其他运算符
符号 | 作用 | 例子 |
|---|---|---|
.. | 连接两个字符串 | "HELLO ".."WORLD" --> HELLO WORLD |
# | 一元预算法，返回字符串或表的长度 | #"HELLO" --> 5 |
[root@master lua_demo]# lua
Lua 5.4.4 Copyright (C) 1994-2022 Lua.org, PUC-Rio
> "Hello".."World"
HelloWorld
> #"HelloWorld"
10# Lua全局变量&局部变量
在 Lua 语言中，全局变量无须声明即可使用。在默认情况下，变量总是认为是全局的，如果未提前赋值，默认为 nil:
[root@master lua_demo]# lua
Lua 5.4.4 Copyright (C) 1994-2022 Lua.org, PUC-Rio
> print(b)
nil
> b=100
> print(b)
100
> b=nil
> print(b)
nil要想声明一个局部变量，需要使用 local 来声明
[root@master lua_demo]# lua
Lua 5.4.4 Copyright (C) 1994-2022 Lua.org, PUC-Rio
> local a=100
> print(a)
nil
> local a=100 print(a)
100如上所示，终端交互式的 local 声明的变量在同一行使用，换行了则离开了该变量的作用域。如果使用了 function 之类的结构或者在文件里使用 local，则可以换行，具体往下看。
# Lua数据类型
Lua 有 8 个数据类型
数据类型名 | 作用 |
|---|---|
nil | 空，无效值 |
boolean | 布尔，true | false |
number | 数值 |
string | 字符串 |
function | 函数 |
table | 表 |
thread | 线程 |
userdata | 用户数据 |
可以使用 type 函数测试给定变量或者的类型：
print(type(nil)) --> nil
print(type(true)) --> boolean
print(type(1.1*1.1)) --> number
print(type("Hello world")) --> string
print(type(io.stdin)) --> userdata
print(type(print)) --> function
print(type(type)) --> function
print(type{}) --> table
print(type(type(X))) --> string# nil
nil 是一种只有一个 nil 值的类型，它的作用可以用来与其他所有值进行区分。当想要移除一个变量时，只需要将该变量名赋值为 nil，垃圾回收就会会释放该变量所占用的内存。
# boolean
boolean 类型具有两个值，true 和 false。boolean 类型一般被用来做条件判断的真与假。在 Lua 语言中，只会将 false 和 nil 视为假，其他的都视为真，特别是在条件检测中 0 和空字符串都会认为是真，这个和我们熟悉的大多数语言不太一样。
# number
在 Lua5.3 版本开始，Lua 语言为数值格式提供了两种选择 integer（整型）和 float（双精度浮点型），和其他语言不太一样，float 不代表单精度类型。
数值常量的表示方式：
4 --> 4
0.4 --> 0.4
4.75e-3 --> 0.00475
4.75e3 --> 4750.0[root@master lua_demo]# lua
Lua 5.4.4 Copyright (C) 1994-2022 Lua.org, PUC-Rio
> 4
4
> 0.4
0.4
> 4.75e-3
0.00475
> 4.75e3
4750.0不管是整型还是双精度浮点型，使用 type() 函数来取其类型，都会返回的是 number
type(3) --> number
type(3.3) --> number[root@master lua_demo]# lua
Lua 5.4.4 Copyright (C) 1994-2022 Lua.org, PUC-Rio
> type(3)
number
> type(3.3)
number所以它们之间是可以相互转换的，同时，具有相同算术值的整型值和浮点型值在 Lua 语言中是相等的
# string
Lua 语言中的字符串即可以表示单个字符，也可以表示一整本书籍。在 Lua 语言中，操作 100K 或者 1M 个字母组成的字符串的程序很常见。
可以使用单引号或双引号来声明字符串
a = "hello"
b = 'world'
print(a) --> hello
print(b) --> world[root@master lua_demo]# lua
Lua 5.4.4 Copyright (C) 1994-2022 Lua.org, PUC-Rio
> a = "Hello"
> b = "World"
> print(a)
Hello
> print(b)
World如果声明的字符串比较长或者有多行，则可以使用如下方式进行声明
html = [[
<html>
<head>
<title>Lua-string</title>
</head>
<body>
<a href="http://www.lua.org">Lua</a>
</body>
</html>
]]# table
table 是 Lua 语言中最主要和强大的数据结构。使用 table 表时，Lua 语言可以以一种简单、统一且高效的方式表示数组、集合、记录和其他很多数据结构。Lua 语言中的表本质上是一种辅助数组。这种数组比 Java 中的数组更加灵活，可以使用数值做索引，也可以使用字符串或其他任意类型的值作索引（除 nil 外）。
创建表的最简单方式：
a = {}创建数组方式一
我们都知道数组就是相同数据类型的元素按照一定顺序排列的集合，那么使用 table 如何创建一个数组呢？
arr = {"TOM","JERRY","ROSE"}要想获取数组中的值，我们可以通过如下内容来获取：
print(arr[0]) -- nil
print(arr[1]) -- TOM
print(arr[2]) -- JERRY
print(arr[3]) -- ROSE从上面的结果可以看出来，数组的下标默认是从 1 开始的。
创建数组方式二
上述创建数组，也可以通过如下方式来创建：
arr = {}
arr[1] = "TOM"
arr[2] = "JERRY"
arr[3] = "ROSE"创建数组方式三
表的索引即可以是数字，也可以是字符串等其他的内容，所以也可以将索引更改为字符串来创建：
arr = {}
arr["X"] = 10
arr["Y"] = 20
arr["Z"] = 30当然，如果想要获取这些数组中的值，可以使用下面的方式
-- 方式一
print(arr["X"])
print(arr["Y"])
print(arr["Z"])
-- 方式二
print(arr.X)
print(arr.Y)
print(arr.Z)创建数组方式四
当前 table 的灵活不仅于此，还有更灵活的声明方式：
arr = {"TOM",X=10,"JERRY",Y=20,"ROSE",Z=30}如何获取上面的值？
arr[1] -- TOM
arr["X"] -- 10
arr.X -- 10
arr[2] -- JERRY
arr["Y"] -- 20
arr.Y --20
arr[3] -- ROSE[root@master lua_demo]# lua
Lua 5.4.4 Copyright (C) 1994-2022 Lua.org, PUC-Rio
> arr = {"TOM",X=10,"JERRY",Y=20,"ROSE",Z=30}
> arr[0]
nil
> arr[1]
TOM
> arr[2]
JERRY
> arr[3]
ROSE
> arr["X"]
10
> arr["Y"]
20
> arr["Z"]
30# function
在 Lua 语言中，函数（Function）是对语句和表达式进行抽象的主要方式。
定义函数的语法为：
function functionName(params)
end函数被调用的时候，传入的参数个数与定义函数时使用的参数个数不一致的时候，Lua 语言会通过抛弃多余参数和将不足的参数设为 nil 的方式来调整参数的个数。
-- 函数
function f(a,b)
print(a,b)
end
-- 调用函数
f() --> nil nil
f(2) --> 2 nil
f(2,6) --> 2 6
f(2.6.8) --> 2 6 (8 被丢弃)可变长参数函数
-- 函数
function add(...)
a,b,c=... -- 按顺序令 a,b,c 等于多个参数的前三个
print(a)
print(b)
print(c)
end
-- 调用函数
add(1,2,3) --> 1 2 3[root@master lua_demo]# lua
Lua 5.4.4 Copyright (C) 1994-2022 Lua.org, PUC-Rio
> function f(a,b)
>> return a,b
>> end
> x,y = f(11,12)
> print(x,y)
11 12
> function add(...)
>> a,b,c=...
>> print(a)
>> print(b)
>> print(c)
>> end
> add(1,2,3)
1
2
3函数返回值可以有多个，这点和 Java 不太一样
-- 函数
function f(a,b)
return a,b
end
-- 调用函数
x,y = f(11,22) --> x=11,y=22 # thread
thread 翻译过来是线程的意思，在 Lua 中，thread 用来表示执行的独立线路，用来执行协同程序。
# userdata
userdata 是一种用户自定义数据，用于表示一种由应用程序或 C/C++ 语言库所创建的类型。
# Lua控制结构
Lua 语言提供了一组精简且常用的控制结构，包括用于条件执行的证 以及用于循环的 while、repeat 和 for。所有的控制结构语法上都有一个显式的终结符：end 用于终结 if、for 及 while 结构，until 用于终结 repeat 结构。
# if判断
if 语句先测试其条件，并根据条件是否满足执行相应的 then 部分或 else 部分。else 部分是可选的。
function testif(a)
if a > 0 then
print("a是正数")
end
end
function testif(a)
if a > 0 then
print("a是正数")
else
print("a是负数")
end
end如果要编写嵌套的 if 语句，可以使用 elseif。 它类似于在 else 后面紧跟一个if。根据传入的年龄返回不同的结果，如
function show(age)
if age<=18 then
return "青少年"
elseif age>18 and age<=45 then
return "青年"
elseif age>45 and age<=60 then
return "中年人"
elseif age>60 then
return "老年人"
end
end> function show(age)
>> if age<=18 then
>> return "青少年"
>> elseif age>18 and age<=45 then
>> return "青年"
>> elseif age>45 and age<=60 then
>> return "中年人"
>> elseif age>60 then
>> return "老年人"
>> end
>> end
> show(59)
中年人# while循环
顾名思义，当条件为真时 while 循环会重复执行其循环体。Lua 语言先测试 while 语句的条件，若条件为假则循环结束；否则，Lua 会执行循环体并不断地重复这个过程。
语法：
while 条件 do
循环体
end例子：实现数组的循环
function testWhile()
local i = 1
while i <= 10 do
print(i)
i = i + 1
end
end> function testwhile()
>> local i=1
>> while i<=10 do
>> print(i)
>> i=i+1
>> end
>> end
> testwhile()
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10# repeat循环
顾名思义， repeat-until 语句会重复执行其循环体直到条件为真时结束。由于条件测试在循环体之后执行，所以循环体至少会执行一次。
语法：
repeat
循环体
until 条件例子：
function testRepeat()
local i = 10
repeat
print(i)
i = i - 1
until i < 1
end> function testRepeat()
>> local i=10
>> repeat
>> print(i)
>> i=i-1
>> until i<1
>> end
> testRepeat(10)
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1# for循环
数值型 for 循环
语法:
for param = exp1,exp2,exp3 do
循环体
endparam 的值从 exp1 变化到 exp2 之前的每次循环会执行循环体，并在每次循环结束后将步长（step）exp3 赋值给到 param 上。exp3 可选，如果不设置默认为 1。
for i = 1,100,10 do
print(i)
end> for i=1,100,10 do
>> print(i)
>> end
1
11
21
31
41
51
61
71
81
91泛型 for 循环
泛型 for 循环通过一个迭代器函数来遍历所有值，类似于 Java 中的 foreach 语句。
语法：
for i,v in ipairs(x) do
循环体
endi 是数组索引值，v 是对应索引的数组元素值，ipairs 是 Lua 提供的一个迭代器函数，用来迭代数组，x 是要遍历的数组。
例如：
arr = {"TOME","JERRY","ROWS","LUCY"}
for i,v in ipairs(arr) do
print(i,v)
end> arr ={"TOM","JERRY","ROWS","LUCY"}
> for i,v in ipairs(arr) do
>> print(i,v)
>> end
1 TOM
2 JERRY
3 ROWS
4 LUCY但是如果将 arr 的值进行修改为：
arr = {"TOME","JERRY","ROWS",x="JACK","LUCY"}同样的代码在执行的时候，就只能看到和之前一样的结果，而其中的 x 为 JACK 就无法遍历出来，缺失了数据，如果解决呢？
我们可以将迭代器函数由 ipairs 变成 pairs，如
> arr = {"TOM","JERRY","ROWS",x="JACK","LUCY"}
> for i,v in pairs(arr) do
>> print(i,v)
>> end
1 TOM
2 JERRY
3 ROWS
4 LUCY
x JACK这只是简单的 Lua 学习，完整、系统的学习后面我会更新。
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