9 Nginx 扩展模块Lua基础
Nginx是可扩展的，可用于处理各种使用场景。本节中，我们将探讨使用Lua扩展Nginx的功能 。
9.1 Lua概念
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。
9.2 特性
跟其他语言进行比较，Lua有其自身的特点：
（1）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。
（2）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。
（3）支持面向过程编程和函数式编程
9.3 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。
9.4 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
（1）点击download可以找到对应版本的下载地址，本次采用的是lua-5.4.3,
curl -R -O http://www.lua.org/ftp/lua-5.4.3.tar.gz
（2）编译安装
tar -zxvf lua-5.4.3.tar.gz
cd lua-5.4.3
make linux test
make install
如果在执行make linux test失败，报如下错误:
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
验证是否安装成功
lua -v
9.5 Lua的语法
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++不太熟悉的同学来说，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。我们一点点来讲。
9.5.1 第一个Lua程序
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：
-
交互式之HELLOWORLD
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:
在命令行中key输入如下命令，并按回车,会有输出在控制台：
-
脚本式之HELLOWORLD
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。
cat <<EOF> hello.lua
print("Hello World!!")
EOF
方式二:
将hello.lua做如下修改
cat <<EOF> hello.lua
#!/usr/local/bin/lua
print("Hello World!!!")
EOF
第一行用来指定Lua解释器所在位置为 /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
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("/root/lua_demo/hello.lua")
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
a=1
b=a+2
写法二
a=1;
b=a+2;
写法三
a=1; b=a+2;
写法四
a=1 b=a+2
不建议使用第四种方式，可读性太差。
9.5.2 Lua的注释
关于Lua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
--]]
-
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
--]]
9.5.3 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，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。
9.5.4 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。
9.5.5 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:
+ 加法
- 减法
* 乘法
/ 除法
% 取余
^ 乘幂
- 负号
例如:
10+20 -->30
20-10 -->10
10*20 -->200
20/10 -->2
3%2 -->1
10^2 -->100
-10 -->-10
关系运算符
== 等于
~= 不等于
> 大于
< 小于
>= 大于等于
<= 小于等于
例如:
10==10 -->true
10~=10 -->false
20>10 -->true
20<10 -->false
20>=10 -->true
20<=10 -->false
逻辑运算符
and 逻辑与 A and B &&
or 逻辑或 A or B ||
not 逻辑非 取反，如果为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
.. 连接两个字符串
# 一元预算法，返回字符串或表的长度
例如:
> "HELLO ".."WORLD" -->HELLO WORLD
> #"HELLO" -->5
9.5.6 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:
要想声明一个局部变量，需要使用local来声明
9.5.7 Lua数据类型
Lua有8个数据类型
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
（1）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，也可以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。
（2）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。
（3）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
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
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
（4）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
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>
]]
（5）table
table是Lua语言中最主要和强大的数据结构。使用表， 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:
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。所以上述创建数组，也可以通过如下方式来创建
> arr = {}
> arr[1] = "TOM"
> arr[2] = "JERRY"
> arr[3] = "ROSE"
上面我们说过了，表的索引即可以是数字，也可以是字符串等其他的内容，所以我们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)
当前table的灵活不进于此，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?
TOM : arr[1]
10 : arr["X"] | arr.X
JERRY: arr[2]
20 : arr["Y"] | arr.Y
（6）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。
function f(a,b)
print(a,b)
end
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
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
function f(a,b)
return b,a
end
x,y=f(11,22) --> x=22,y=11
（7）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。
（8）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。
9.5.8 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。
（1）if then elseif else
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
age<=18 青少年，
age>18 , age <=45 青年
age>45 , age<=60 中年人
age>60 老年人
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
（2）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
（3）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
function testRepeat()
local i = 10
repeat
print(i)
i=i-1
until i < 1
end
（4）for循环
数值型for循环
语法
function testfor()
for param=exp1,exp2,exp3 do
循环体
end
end
param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增加到param上。exp3可选，如果不设置默认为1
function testfor()
for i = 1,100,10 do
print(i)
end
end
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
function testfor()
for i,v in ipairs(x) do
循环体
end
end
i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:
function testfor(arr)
for i,v in ipairs(arr) do
print(i,v)
end
end
arr = {"TOME","JERRY","ROWS","LUCY"}
上述实例输出的结果为
testfor(arr)
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"}
我们可以将迭代器函数变成pairs,如
function testfor(arr)
for i,v in pairs(arr) do
print(i,v)
end
end
上述实例就输出的结果为
testfor(arr)
1 TOM
2 JERRY
3 ROWS
4 LUCY
x JACK
