C++ 编译 Lua 从而使 Lua 利用 C++ 异常

原创
2019/08/10 22:08
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Lua 源码文件 ldo.c 中有如下说明:

LUAI_THROW/LUAI_TRY define how Lua does exception handling. By default, Lua handles errors with exceptions when compiling as C++ code

搜索使用 C++ 编译 Lua 时,也有提到使用 C++ 异常: According to the Lua Wiki, if Lua 5.1 or later is compiled as C++, it will use C++ exceptions.

阅读这篇博客时,云大也提到:

看 ldo.c 前面的 LUAI_THROW LUAI_TRY 等宏就是做的这个事情。所以,如果你用 C++ 做宿主语言,就应该用 C++ 编译器编译 Lua 库。

并且在下面一段中的一句话给出了如果用 C++ 做宿主语言,应该用 C++ 编译 Lua 的原因:

Lua 在内部发生异常时,VM 会在 C 的 stack frame 上直接跳至之前设置的恢复点,然后 unwind lua vm 层次上的 lua stack 。lua stack (CallInfo 结构)在捕获异常后是正确的,但 C 的 stack frame 的处理未必如你的宿主程序所愿。也就是 RAII 机制很可能没有被触发。

上面这段话的意义在于在 Lua 中使用 C++ 异常,如果 Lua 抛出异常,此时走 C++ 异常机制,可确保对象被正确销毁,即析构函数被调用,也就保证了 RAII 机制。

举个例子,如下代码片段,在创建 C++ 对象 t 后发生了异常,此时使用 C++ 编译的 Lua 库,可保证 t 的析构函数会被调用。

static int
test_func(lua_State *L) {
	Test t;
	luaL_error("there is an error here"); // 模拟 Lua C API 抛出异常
}

下面测试使用 C 和 C++ 编译的 Lua 库,来验证对象的析构函数是否会被调用。

  • 编译 Lua 。

编译 C 版本 Lua 库:make linux 。库名为 liblua.a 。
编译 C++ 版本 Lua 库:make linux CC="g++" 。修改库名为 libluacc.a 。

  • 编写 C++ 宿主程序,并编译。
#include <iostream>
#include <string>

#ifndef LUA_CLIB
#include <lua/lua.h>
#include <lua/lualib.h>
#include <lua/lauxlib.h>
#else
#include <lua/lua.hpp>
#endif

using namespace std;

class Test {
public:
    Test()
    {
        cout << "Test ctor:" << this << endl;
    }

    ~Test()
    {
        cout << "Test dctor:" << this <<endl;
    }
};

static int
entry(lua_State *L) {
    cout << "enter entry" << endl;
    Test t;
    luaL_error(L, "there is an error");
    cout << "exit entry" << endl;
    return 0;
}

int
main() {
    lua_State *L = luaL_newstate();
    lua_pushcfunction(L, entry);
    if (lua_pcall(L, 0, 0, 0)) {
        cout << "pcall error:" << lua_tostring(L, -1) << endl;
    }
    cout << "after function entry" << endl;
    lua_close(L);
    return 0;
}

Makefile 如下:


tc:
	g++ -Wall -g -DLUA_CLIB -o tc main.cc ./liblua.a
tcc:
	g++ -Wall -g -o tcc main.cc ./libluacc.a

clean:
	rm -f tc
	rm -f tcc
  • 运行 Lua 的 C 版本库对应的可执行文件 tc 和 Lua 的 C++ 版本库对应的可执行文件 tcc

运行 tc 输出如下:

$ ./tc
enter entry
Test ctor:0x7ffdfd7b4677
pcall error:there is an error
after function entry

运行 tcc 输出如下:

$ ./tcc
enter entry
Test ctor:0x7ffd25d86e47
Test dctor:0x7ffd25d86e47
pcall error:there is an error
after function entry

可发现运行 tcc 时,对象 t 的析构函数执行了。


总之,要小心处理 Lua 中的异常,特别是在 C++ 中。在 C++ 中,即使 Lua 中的异常使用了 C++ 异常,要捕获 Lua 中抛出的异常,也只能通过 lua_pcall 或者 lua_resume 而不能使用 try catch 。详情阅读这里

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