Lua脚本基础入门及其案例

文章整理于哔哩哔哩黑马程序员的视频教程

Lua介绍

lua是什么?

Lua [1] 是一个小巧的脚本语言。它是于1993年开发的。 其设计目的是为了通过灵活嵌入应用程序中从而为应用程序提供灵活的扩展和定制功能。Lua由标准C编写而成，几乎在所有操作系统和平台上都可以编译，运行。Lua并没有提供强大的库，这是由它的定位决定的。所以Lua不适合作为开发独立应用程序的语言。Lua 有一个同时进行的JIT项目，提供在特定平台上的即时编译功能。

简单来说：

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放， 其设计目的是为了嵌入应用程序中，从而为应用程序提供灵活的扩展和定制功能。

lua的特性

• 支持面向过程(procedure-oriented)编程和函数式编程(functional programming)；
• 自动内存管理；只提供了一种通用类型的表（table），用它可以实现数组，哈希表，集合，对象；
• 语言内置模式匹配；闭包(closure)；函数也可以看做一个值；提供多线程（协同进程，并非操作系统所支持的线程）支持；
• 通过闭包和table可以很方便地支持面向对象编程所需要的一些关键机制，比如数据抽象，虚函数，继承和重载等。

lua的应用场景

• 游戏开发
• 独立应用脚本
• Web 应用脚本
• 扩展和数据库插件如：MySQL Proxy 和 MySQL WorkBench
• 安全系统，如入侵检测系统
• redis中嵌套调用实现类似事务的功能
• web容器中应用处理一些过滤 缓存等等的逻辑，例如nginx。

lua的安装

有linux版本的安装也有mac版本的安装。。我们采用linux版本的安装，首先我们准备一个linux虚拟机。

安装步骤,在linux系统中执行下面的命令。

curl -R -O http://www.lua.org/ftp/lua-5.3.5.tar.gz
tar zxf lua-5.3.5.tar.gz
cd lua-5.3.5
make linux test

注意：此时安装，有可能会出现如下错误：此时需要安装lua相关依赖库的支持，执行如下命令即可：

yum install libtermcap-devel ncurses-devel libevent-devel readline-devel

此时再执行lua测试看lua是否安装成功

[root@localhost ~]# lua
Lua 5.1.4  Copyright (C) 1994-2008 Lua.org, PUC-Rio

入门程序

创建hello.lua文件，内容为

编辑文件hello.lua

vi hello.lua

在文件中输入：

print("hello");
print("hello lua!");
print("hello world!");

保存并退出。

执行命令

lua hello.lua

输出为：

hello
hello lua!
hello world!

效果如下：

LUA的基本语法(了解)

lua有交互式编程和脚本式编程。交互式编程就是直接输入语法，就能执行。脚本式编程需要编写脚本，然后再执行命令 执行脚本才可以。一般采用脚本式编程。（例如：编写一个hello.lua的文件，输入文件内容，并执行lua hell.lua即可）

(1)交互式编程

Lua 提供了交互式编程模式。我们可以在命令行中输入程序并立即查看效果。

Lua 交互式编程模式可以通过命令 lua -i 或 lua 来启用：

lua -i

如下图：

(2)脚本式编程

我们可以将 Lua 程序代码保持到一个以 lua 结尾的文件，并执行，该模式称为脚本式编程，例如上面入门程序中将lua语法写到hello.lua文件中。

注释

一行注释：两个减号是单行注释:

--

多行注释：

--[[
 多行注释
 多行注释
 --]]

定义变量

全局变量，默认的情况下，定义一个变量都是全局变量，

如果要用局部变量 需要声明为local.例如：

-- 全局变量赋值
a=1
-- 局部变量赋值
local b=2 

如果变量没有初始化：则 它的值为nil 这和java中的null不同。

如下图案例：

Lua中的数据类型

Lua 是动态类型语言，变量不要类型定义,只需要为变量赋值。 值可以存储在变量中，作为参数传递或结果返回。

Lua 中有 8 个基本类型分别为：nil、boolean、number、string、userdata、function、thread 和 table。

数据类型	描述
nil	这个最简单，只有值nil属于该类，表示一个无效值（在条件表达式中相当于false）。
boolean	包含两个值：false和true。
number	表示双精度类型的实浮点数
string	字符串由一对双引号或单引号来表示
function	由 C 或 Lua 编写的函数
userdata	表示任意存储在变量中的C数据结构
thread	表示执行的独立线路，用于执行协同程序
table	Lua 中的表（table）其实是一个"关联数组"（associative arrays），数组的索引可以是数字、字符串或表类型。在 Lua 里，table 的创建是通过"构造表达式"来完成，最简单构造表达式是{}，用来创建一个空表。

实例：

print(type("Hello world"))      --> string
print(type(10.4*3))             --> number
print(type(print))              --> function
print(type(type))               --> function
print(type(true))               --> boolean
print(type(nil))                --> nil

流程控制

(1)if语句

Lua if 语句 由一个布尔表达式作为条件判断，其后紧跟其他语句组成。

语法：

if(布尔表达式)
then
   --[ 在布尔表达式为 true 时执行的语句 --]
end

实例：

(2)if…else语句

Lua if 语句可以与 else 语句搭配使用, 在 if 条件表达式为 false 时执行 else 语句代码块。

语法：

if(布尔表达式)
then
   --[ 布尔表达式为 true 时执行该语句块 --]
else
   --[ 布尔表达式为 false 时执行该语句块 --]
end

实例：

循环

学员完成

(1)while循环[满足条件就循环]

Lua 编程语言中 while 循环语句在判断条件为 true 时会重复执行循环体语句。
语法：

while(condition)
do
   statements
end

实例：

a=10
while( a < 20 )
do
   print("a 的值为:", a)
   a = a+1
end

效果如下：

(2)for循环

Lua 编程语言中 for 循环语句可以重复执行指定语句，重复次数可在 for 语句中控制。

语法： 1->10 1:exp1 10:exp2 2:exp3:递增的数量

for var=exp1,exp2,exp3 
do  
    <执行体>  
end  

var 从 exp1 变化到 exp2，每次变化以 exp3 为步长递增 var，并执行一次 “执行体”。exp3 是可选的，如果不指定，默认为1。

例子：

for i=1,9,2
do
   print(i)
end

for i=1,9,2:i=1从1开始循环，9循环数据到9结束，2每次递增2

(3)repeat…until语句[满足条件结束]

Lua 编程语言中 repeat…until 循环语句不同于 for 和 while循环，for 和 while 循环的条件语句在当前循环执行开始时判断，而 repeat…until 循环的条件语句在当前循环结束后判断。

语法：

repeat
   statements
until( condition )

案例：

函数

lua中也可以定义函数，类似于java中的方法。例如：

--[[ 函数返回两个值的最大值 --]]
function max(num1, num2)

   if (num1 > num2) then
      result = num1;
   else
      result = num2;
   end

   return result; 
end
-- 调用函数
print("两值比较最大值为 ",max(10,4))
print("两值比较最大值为 ",max(5,6))

执行之后的结果：

两值比较最大值为     10
两值比较最大值为     6

…:表示拼接

表

table 是 Lua 的一种数据结构用来帮助我们创建不同的数据类型，如：数组、字典等。

Lua也是通过table来解决模块（module）、包（package）和对象（Object）的。

案例：

-- 初始化表
mytable = {}

-- 指定值
mytable[1]= "Lua"

-- 移除引用
mytable = nil

模块

(1)模块定义

模块类似于一个封装库，从 Lua 5.1 开始，Lua 加入了标准的模块管理机制，可以把一些公用的代码放在一个文件里，以 API 接口的形式在其他地方调用，有利于代码的重用和降低代码耦合度。

创建一个文件叫module.lua，在module.lua中创建一个独立的模块，代码如下：

-- 文件名为 module.lua
-- 定义一个名为 module 的模块
module = {}
 
-- 定义一个常量
module.constant = "这是一个常量"
 
-- 定义一个函数
function module.func1()
    print("这是一个公有函数")
end
 
local function func2()
    print("这是一个私有函数！")
end
 
function module.func3()
    func2()
end
 
return module

由上可知，模块的结构就是一个 table 的结构，因此可以像操作调用 table 里的元素那样来操作调用模块里的常量或函数。

上面的 func2 声明为程序块的局部变量，即表示一个私有函数，因此是不能从外部访问模块里的这个私有函数，必须通过模块里的公有函数来调用.

(2)require 函数

require 用于 引入其他的模块，类似于java中的类要引用别的类的效果。

用法：

require("<模块名>")

require "<模块名>"

两种都可以。

我们可以将上面定义的module模块引入使用,创建一个test_module.lua文件，代码如下：

-- test_module.lua 文件
-- module 模块为上文提到到 module.lua
require("module")

print(module.constant)

module.func3()

OpenResty介绍

OpenResty(又称：ngx_openresty) 是一个基于 nginx的可伸缩的 Web 平台，由中国人章亦春发起，提供了很多高质量的第三方模块。

OpenResty 是一个强大的 Web 应用服务器，Web 开发人员可以使用 Lua 脚本语言调动 Nginx 支持的各种 C 以及 Lua 模块,更主要的是在性能方面，OpenResty可以 快速构造出足以胜任 10K 以上并发连接响应的超高性能 Web 应用系统。

360，UPYUN，阿里云，新浪，腾讯网，去哪儿网，酷狗音乐等都是 OpenResty 的深度用户。

OpenResty 简单理解成 就相当于封装了nginx,并且集成了LUA脚本，开发人员只需要简单的其提供了模块就可以实现相关的逻辑，而不再像之前，还需要在nginx中自己编写lua的脚本，再进行调用了。

安装openresty

linux安装openresty:

1.添加仓库执行命令

 yum install yum-utils
 yum-config-manager --add-repo https://openresty.org/package/centos/openresty.repo

2.执行安装

yum install openresty

3.安装成功后 会在默认的目录如下：

/usr/local/openresty

安装nginx

默认已经安装好了nginx,在目录：/usr/local/openresty/nginx 下。

修改/usr/local/openresty/nginx/conf/nginx.conf,将配置文件使用的根设置为root,目的就是将来要使用lua脚本的时候 ，直接可以加载在root下的lua脚本。

cd /usr/local/openresty/nginx/conf
vi nginx.conf

修改代码如下：

测试访问

重启下centos虚拟机，然后访问测试Nginx

访问地址：http://服务器ip地址/

Lua脚本实例：页面广告缓存的载入与读取

需求分析

需要在页面上显示广告的信息。

Lua+Nginx配置

(1)实现思路-查询数据放入redis中

实现思路：

• 定义请求：用于查询数据库中的数据更新到redis中。

• a.连接mysql ，按照广告分类ID读取广告列表，转换为json字符串。

• b.连接redis，将广告列表json字符串存入redis 。

定义请求：

请求：
	/update_content
参数：
	id  --指定广告分类的id
返回值：
	json

请求地址：<http://服务器IP地址/update_content?id=1>

创建/root/lua
目录，在该目录下创建update_content.lua`： 目的就是连接mysql 查询数据 并存储到redis中。

上图代码：

ngx.header.content_type="application/json;charset=utf8"
local cjson = require("cjson")
local mysql = require("resty.mysql")
local uri_args = ngx.req.get_uri_args()
local id = uri_args["id"]

local db = mysql:new()
db:set_timeout(1000)
local props = {
    host = "8.131.64.45",
    port = 3306,
    database = "changgou_content",
    user = "root",
    password = "CSP1165680007@qq.com"
}

local res = db:connect(props)
local select_sql = "select url,pic from tb_content where status ='1' and category_id="..id.." order by sort_order"
res = db:query(select_sql)
db:close()

local redis = require("resty.redis")
local red = redis:new()
red:set_timeout(2000)

local ip ="8.131.66.136"
local port = 6379
red:connect(ip,port)
red:auth("csp19990129")
red:select(0)
red:set("content_"..id,cjson.encode(res))
red:close()

ngx.say("{flag:true}")

修改/usr/local/openresty/nginx/conf/nginx.conf文件： 添加头信息，和 location信息:

代码如下：

server {
    listen       80;
    server_name  localhost;
    
    # 用户请求/update_content?id=1,将请求给lua脚本进行处理
    location /update_content {
        content_by_lua_file /root/lua/update_content.lua;
    }
}

定义lua缓存命名空间，修改nginx.conf，添加如下代码即可：

代码如下：

# lua缓存命名空间   
lua_shared_dict dis_cache 128m; 

浏览器测试执行缓存：
http://服务器ip/update_content?id=1

去redis客户端测试，缓存是否成功：

如图，获得到了数据，缓存成功！
(2)实现思路-从redis中获取数据

实现思路：

定义请求，用户根据广告分类的ID 获取广告的列表。通过lua脚本直接从redis中获取数据即可。

定义请求：

请求:/read_content
参数：id
返回值：json

在/root/lua目录下创建read_content.lua:

--设置响应头类型
ngx.header.content_type="application/json;charset=utf8"
--获取请求中的参数ID
local uri_args = ngx.req.get_uri_args();
local id = uri_args["id"];
--引入redis库
local redis = require("resty.redis");
--创建redis对象
local red = redis:new()
--设置超时时间
red:set_timeout(2000)
--连接
local ok, err = red:connect("服务器ip", 6379)
--获取key的值
local rescontent=red:get("content_"..id)
--输出到返回响应中
ngx.say(rescontent)
--关闭连接
red:close()

在/usr/local/openresty/nginx/conf/nginx.conf中配置如下：
如图：

代码：

# 用户请求/read_content?id=1,将请求给lua脚本进行获取缓存/数据库中的数据 
location /read_content {
     content_by_lua_file /root/lua/read_content.lua;
}

(3)加入openresty本地缓存

如上的方式没有问题，但是如果请求都到redis，redis压力也很大，所以我们一般采用多级缓存的方式来减少下游系统的服务压力。参考基本思路图的实现。

• 先查询openresty本地缓存 如果没有

• 再查询redis中的数据，如果没有

• 再查询mysql中的数据，但凡有数据 则返回即可。

修改read_content.lua文件，代码如下：

完整配置如下：

ngx.header.content_type="application/json;charset=utf8"
local uri_args = ngx.req.get_uri_args();
local id = uri_args["id"];
--获取本地缓存
local cache_ngx = ngx.shared.dis_cache;
--根据ID 获取本地缓存数据
local contentCache = cache_ngx:get('content_cache_'..id);

if contentCache == "" or contentCache == nil then
    local redis = require("resty.redis");
    local red = redis:new()
    red:set_timeout(2000)
    red:connect("8.xxx.xx.xx6", 6379)
    --密码和选择的桶
    red:auth("csxxxxx29")
    red:select(0)

    local rescontent=red:get("content_"..id);

    if ngx.null == rescontent then
        local cjson = require("cjson");
        local mysql = require("resty.mysql");
        local db = mysql:new();
        db:set_timeout(2000)
        local props = {
            host = "8.xxx.xx.x5",
            port = 3306,
            database = "changgou_content",
            user = "root",
            password = "CSPxxxxxx.com"
        }
        local res = db:connect(props);
        local select_sql = "select url,pic from tb_content where status ='1' and category_id="..id.." order by sort_order";
        res = db:query(select_sql);
        local responsejson = cjson.encode(res);
        red:set("content_"..id,responsejson);
        ngx.say(responsejson);
        db:close()
    else
        cache_ngx:set('content_cache_'..id, rescontent, 10*60);
        ngx.say(rescontent)
    end
    red:close()
else
    ngx.say(contentCache)
end

测试地址：http://192.168.211.132/update_content?id=1

此时会将分类ID=1的所有广告查询出来，并存入到Redis缓存：

测试地址：http://服务器ip/update_content?id=1
此时会获取分类ID=1的所有广告信息：