前言
PREFACE

Lua是一门被广泛使用的脚本语言，它是巴西里约热内卢天主教大学里的一个由Roberto Ierusalimschy、Waldemar Celes和Luiz Henrique de Figueiredo三人所组成的研究小组于1993年开发的。截止本书编写的时间，Lua的最新版本为Lua5.4.4。Lua是开源的，读者可以在官网[1]上找到它发布的所有历史版本。运行Lua脚本的程序称为Lua解释器。

众所周知，要想使用好一个工具，最好的方式就是理解它的内部构成和运作原理，这样我们才能如庖丁解牛一般，在使用过程中得心应手。对于一门编程语言来说，也是如此。作为一门知名的开源语言，有相当数量的技术人员、学者对其源码展开研究。

Lua尽管设计精简，我们现在能够搜集的资料也很多，但是要从整体上去研究，还是有一些门槛和难度的。笔者在经过阅读大量的资料并进行了众多实践后，梳理总结出了一套深入研究Lua解释器的知识体系和研究方法，并希望通过本书给广大读者提供一种新的视角。

荀子有云：不闻不若闻之，闻之不若见之，见之不若知之，知之不若行之。其意思是，没有听到的不如听到的，听到的不如见到的，见到的不如了解到的，了解到的不如去实行的，学问到了实行就达到了极点。这里的实行就是实践。同时，我们也可以相信，要更好地理解Lua解释器，最好的方式就是亲自实践去写一个能够正确运行的Lua解释器，这就是我编写本书的初衷。

本书将Lua解释器拆解成多个部分，一步一步对其进行重新构建。全书分6章。第1章介绍了解释器的基本概念，简要介绍了虚拟机和编译器，为读者阅读后面的内容提供铺垫。第2章介绍了Lua虚拟机，包括数据结构和基本运作流程、垃圾回收机制、字符串和表，这也是Lua虚拟机最核心的部分。第3章介绍了Lua编译器和虚拟机如何交互。第4章介绍了Lua编译器的词法分析器和语法分析器。第5章介绍了Lua解释器的其他基础特性，包括元表、用户数据（userdata）、上值（upvalue）、弱表和模块。第6章介绍了一个dummylua开发案例：俄罗斯方块，它使用Lua脚本编写，并使用本书仿制的Lua解释器运行。

笔者希望通过拆解Lua解释器，让读者每次只专注于章节所涉及的模块，这样比直接阅读最终的源码，干扰因素会更少。因为不需要一开始就直接面对烦琐的模块间交互的逻辑。

阅读本书，笔者推荐的方式是按照目录，逐个章节阅读，并且在阅读每一章随书源码之后，再自己动手写一次，并通过对应的单元测试，这样能够最充分地消化和吸收所学的内容。当然，这也不是阅读本书的唯一方式，如果读者只对Lua解释器主要组成部分的结构和运行流程感兴趣，而不关心其内部实现细节，完全可以抽取感兴趣的章节进行阅读，而不阅读对应章节的随书代码。本书尽可能少粘贴代码，而使用大量的图文进行论述。

本书的设计和实现参照了Lua 5.3的标准，目的是希望通过简洁的方式，揭示Lua的内部运行机制，因此不会在所有的细节上和官方保持一致，但是基本遵循了Lua官方的设计思路。读者可以在完成本书的学习之后，再回归官方源码进行研究，相信可以事半功倍。此外，也希望读者通过本书，对研究Lua更新版本的源码有所帮助。

本书的内容，始于笔者2018年开始写的Lua解释器相关的博客。从开始到完成，笔者得到了许多朋友的热情支持。

首先要感谢的是机械工业出版社的编辑们，感谢他们的辛勤付出，使得书籍的书写方式和组织结构更加严谨。

其次要感谢为笔者写推荐语的四位老师：昆仑万维技术总监蔡俊鸿、美国犹他大学CPU博士Marisa、微软最有价值专家Mouri和腾讯游戏服务器专家廖阿敏。他们不辞辛劳，在百忙之中阅读了稿件，并提供了很多很好的建议。同时也祝贺Marisa博士在学术领域取得了新的突破，他们的新算法能使V8引擎的GC性能提升30%。

最后要感谢笔者的父母和妹妹一直以来的支持，还有一直在背后支持笔者的朋友们，他们是笔者能坚持完成本书的动力。

由于本人水平有限，如果读者在阅读过程中发现错漏，恳请批评指正，可以在本书的随书源码GitHub仓库（https://github.com/Manistein/let-us-build-a-lua-interpreter/issues）上提交。

编者

[1] https://www.lua.org/ftp/