深入理解Lua的全局变量_G以及源码实现

在Lua脚本层，Lua将所有的全局变量保存在一个常规的table中，这个table被称为全局环境，并且将这个table保存在一个全局变量_G中，也就是说在脚本中可以用_G获取这个全局table，并且有_G._G == _G，在默认情况，Lua在全局环境_G中添加了标准库比如math、函数比如pairs等。

可以通过下面代码，可以递归打印_G中的所有信息：

 function treaverse_global_env(curtable,level)
    for key,value in pairs(curtable or {}) do
  local prefix = string.rep(" ",level*5)
  print(string.format("%s%s(%s)",prefix,key,type(value)))

  --注意死循环
  if (type(value) == "table" ) and key ~= "_G" and (not value.package) then
      treaverse_global_env(value,level + 1)
  elseif (type(value) == "table" ) and (value.package) then
      print(string.format("%sSKIPTABLE:%s",prefix,key))
  end
    end
 end

 treaverse_global_env(_G,0)

注意Lua虚拟机本身是不会使用_G这个变量的，在脚本中，可以任意改变这个变量_G的值，不会影响任何环境或副作用。比如下面代码：

 local cf = loadstring(" local i=0  i=i+1 print(i) ")

 --从后面两个输出我们可以看出，生成的函数的环境就是全局_G
 print(cf,getfenv(cf),_G)  -- function: 0025AF58      table: 00751C68 table: 00751C68

 --改变_G的值
 _G = {}
 cf()  --1

 --虽然改变了_G的值，但函数的的环境仍然是全局环境table地址仍然是00751C68
 print(cf,getfenv(cf),_G)  -- function: 0075AF58      table: 00751C68 table: 0075B468

默认情况下，在Lua中当compiles a chunk时，都是以_G作为环境的，当然可以通过函数load或loadfile，改变compiles a chunk时的环境。在C中，可以使用lua_load（类似有luaL_load*作为前缀的辅助函数）

来load a lua chunk，load的后得到的函数，默认情况下，它的第一个upvalue就是_G，我们可以改变第一个upvalue，来改变得到的函数执行环境。

变量_G是在C中注册的(源码linit.c, lbaselib.c中)，在C中，可以直接调用lua_pushglobaltable把这个全局环境压入栈中，在lua5.2 该函数实质就是从注册表中获取这个全局环境，即lua_pushglobaltable用下面宏定义的：

 #define lua_pushglobaltable(L) lua_rawgeti(L, LUA_REGISTRYINDEX, LUA_RIDX_GLOBALS)

这里的LUA_REGISTRYINDEX是Lua注册表（注册表是lua虚拟机范围内是全局唯一的）的伪索引，LUA_RIDX_GLOBALS是全局环境在注册表中的索引（也就说，全局环境_G是虚拟机范围内是全局唯一的）。