Lua 基础教学：第八篇【垃圾回收机制】

萧山财神

Lua 基础教学：第八篇垃圾回收机制

在本篇文章中，我们将探讨 Lua 中的垃圾回收机制。垃圾回收是自动管理内存的过程，通过回收不再使用的内存来防止内存泄漏。

什么是垃圾回收？

垃圾回收（Garbage Collection，简称 GC）是一种自动内存管理机制，用于回收不再使用的内存。在 Lua 中，垃圾回收采用标记-清除（Mark-and-Sweep）算法。

Lua 的垃圾回收机制

Lua 的垃圾回收器负责回收动态分配的对象，例如表、函数、用户数据等。Lua 使用自动内存管理机制，这意味着程序员不需要手动释放内存。

标记-清除算法

标记-清除算法分为两个阶段：

• 标记阶段：遍历所有可访问的对象，并将它们标记为活跃对象。
• 清除阶段：遍历所有对象，回收未标记为活跃的对象。
  
  

控制垃圾回收

Lua 提供了一些函数来控制垃圾回收器的行为，这些函数在 collectgarbage 函数中定义。

手动触发垃圾回收

可以使用 collectgarbage 函数手动触发垃圾回收：

collectgarbage("collect")设置垃圾回收的步长

可以使用 collectgarbage 函数设置垃圾回收的步长。步长是一个影响垃圾回收器速度的参数。

collectgarbage("setstepmul", 200)获取内存使用情况

可以使用 collectgarbage 函数获取当前 Lua 状态下使用的内存量：

local mem = collectgarbage("count")
print("Memory used (in KB): " .. mem)示例：垃圾回收的影响

我们来看一个简单的示例，观察垃圾回收对内存使用的影响：

-- 创建大量表对象
local tables = {}
for i = 1, 10000 do
    tables = {i}
end
​
-- 查看内存使用情况
print("Memory before GC: " .. collectgarbage("count") .. " KB")
​
-- 删除表对象
for i = 1, 10000 do
    tables = nil
end
​
-- 手动触发垃圾回收
collectgarbage("collect")
​
-- 查看内存使用情况
print("Memory after GC: " .. collectgarbage("count") .. " KB")弱引用表

Lua 支持弱引用表，弱引用表中的对象不会阻止垃圾回收。弱引用表在缓存和映射等场景中非常有用。

创建弱引用表

使用 setmetatable 函数可以创建弱引用表。弱引用表有三种类型：弱键表、弱值表和弱键弱值表。

• 弱键表
  
  

local weakKeys = setmetatable({}, {__mode = "k"})

• 弱值表
  
  

local weakValues = setmetatable({}, {__mode = "v"})

• 弱键弱值表
  
  

local weakKeysValues = setmetatable({}, {__mode = "kv"})示例：弱引用表

我们来看一个弱引用表的示例：

local cache = setmetatable({}, {__mode = "v"})  -- 弱值表
​
function createObject(value)
    local obj = {data = value}
    cache[value] = obj
    return obj
end
​
local obj1 = createObject(1)
local obj2 = createObject(2)
​
print(cache[1])  -- 输出：table: 0x...
print(cache[2])  -- 输出：table: 0x...
​
obj1 = nil  -- 解除对 obj1 的引用
​
-- 手动触发垃圾回收
collectgarbage("collect")
​
print(cache[1])  -- 输出：nil，因为 obj1 被垃圾回收
print(cache[2])  -- 输出：table: 0x..., 因为 obj2 仍然有引用总结

在这篇教程中，我们介绍了 Lua 的垃圾回收机制。我们学习了如何手动控制垃圾回收，观察了垃圾回收对内存使用的影响，并了解了弱引用表的概念和应用。垃圾回收是 Lua 中非常重要的内存管理机制，有助于自动化内存管理，防止内存泄漏。在接下来的教程中，我们将探讨 Lua 的调试和性能优化技巧。

继续关注我们的 Lua 教程系列，如果你有任何问题或建议，请在评论区留言。

Happy Coding!

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