cocos2dx之tolua++全面分析（二）：类注册

tolua被作为库使用时，首先会做大量内部初始化工作：

一、tolua_open是入口点，它创建很多用于管理的内部变量，以下用_G指代全局表，_R指定registry table：

1、_R.TOLUA_VALUE_ROOT={}， 这个表是cocos2dx自己加的，它把所有传入lua的cppobj/userdata都塞到这个表里，而且这还不是一个弱表，也就意味着cocos2dx创建的cpp obj，永远都不会被gc！只有在c++层面被delete时，才会去这个表里删除自己。因此，每一个cocos2dx cpp obj，是不可能依赖lua gc来释放的，必须纯手动管理（retain/release）。当然，根据cocos2dx自身的设计，每个obj在new出来refcount为1，并且会添加autorelease pool里去，因此只要它不在场景树上，下一帧就会被自动删除掉。通常情况下，lua代码是不会干涉其生命期的。但是有些时候我们会把某些节点从场景树上摘下，过一段时间又挂上去，这时就必须先调一下它的retain，如果之后忘记调release，那么它就永远不会销毁了。

2、_R.tolua_peers={}，这是个弱表，用来缓存所有cppobj的ptr->peer table，所谓peer table，就是给每个cpp obj userdata关联的一个lua table，用来提供lua层面的额外的kv存储。tolua++把每个userdata的peer table设成该userdata的env，目的当然是为了方便找到它。因为在lua实现里，userdata的env是没有内定用途的，于是tolua++就拿来存peer table了。

3、_R.tolua_ubox={}，也是个弱表，用来缓存所有cppobj的ptr->userdata映射，userdata里面存放的值其实就是ptr。这个表的用途是记录所有已经push到lua里的cppobj，每个cppobj第一次进入lua时，会去做创建userdata、关联metatable、设置peertable(env)等等一大堆操作，然后把ptr->userdata的映射关系记到这个表里，下次再被返回进lua时，就从这表里去查找，查到的话就直接拿已创建好的userdata用了。但是有一种特殊情况，就是第二次push时的类型是上一次的子类，也就是一个“特化类型”，那么需要改设metatable，以使子类的新函数能被访问到。

4、_R.tolua_super={}，用来记录每个类型的所有基类，key是子类的mt，value则是个map，其中每个kv都是一个pair<基类名,1>。通过这个表可以快速知道两个类之间有无继承关系。

5、_R.tolua_gc={}

6、_R.tolua_gc_event = closure{ func:class_gc_event, upvalue:上述两个表格 }， 这是挂在每个类对应的metatable上的__gc方法。

7、_G.tolua={}，里面存放tolua自己的一些工具函数

二、类的注册。

1、对每个用户类，首先要用tolua_usertype声明这是个用户类型：

tolua_usertype(tolua_S, "WebSocket")

它里面的做事情很简单，就是分别为type和const type“两个类”建表（这个表也就是其实例userdata的元表），然后设置type继承const type，从数据的角度来看也就是：

//先用tolua_newmetatable分别创建创建两个元表，其内又调用tolua_classevents挂上各种属性

_R["WebSocket"]={

__index = cfunc:class_index_event,

__newindex = cfunc:class_newindex_event,

__gc=_R.tolua_gc_event //上面之<一.6>

//其它各种add/sub/lt/eq等方法……

}

_R["const WebSocket"]= ……同上

//再用mapsuper(L,type,ctype) 设置两者的继承关系

_R.tolua_super[_R["WebSocket"]] ={ "const WebSocket" = 1,} //上面之<一.4>

//这个过程会递归执行，即把基类的所有基类都添到子类里

for k,v in pairs(_R.tolua_super[_R["const WebSocket"]]) do

　　_R.tolua_super[_R["WebSocket"]][k] = v

end

//在这一步里，mapsuper只是设置type->const type，但是在后续步骤里会添加大量type->base type，因此递归下来，每个type的_R.tolua_super[type]表还是有很多内容的。

2、然后用tolua_cclass来注册类。tolua_cclass主要做两件事，一是把基类和父类（以及各const变种）之间的关系建立起来，二是注册类的析构函数（构造函数由普通的create静态函数替代了）。

关于继承关系，总共四对：

mapinheritance(L,name,base);

mapinheritance(L,cname,name);

mapsuper(L,cname,cbase);

mapsuper(L,name,base);

其中c指const。除了上面提到的mapsuper，又来了个mapinheritance， 再次对比说明下：

mapsuper是：在_R.tolua_super记录每个类(k)有哪些父类(v)，所有父类以v[类名]=1的形式记录着。

mapinheritance是：把父类表设成基类表的元表，同时给基类表上挂一个用以记录该类objptr->userdata映射的弱表，大致是：

setmetatable( _R.type, _R.base_type )，

_R.type.tolua_ubox = _R.base_type.tolua_ubox or weak({})

其中第二句与前述之<一.3>有点相似，只是那是放在_R上的一个总表，而这里是为每个类单独建表，但子类与基类是共用的，也就是每次调用tolua_cclass注册一个类，就有“3个类”的表中的tolua_ubox字段指向了同一个表，这3个类从上到下是：base type -> type -> const type，至于const base type，那是在之前注册基类时处理的了。不过我觉得这个设定很无用，一个tolua_ubox总表就足够了，为每个类分别再建一个有什么特殊作用？从读代码结果来看，没有！所有使用到它的地方，都是先去_R.type.tolua_ubox上找，如果找不到再找_R.tolua_ubox，而在哪里找到对后续操作并没有差别。接着我试了下修改代码，把所有针对_R.type.tolua_ubox的语句都删掉，直接使用总表里。结果，程序一样跑起来了，反复进场出场导致大量对象创建销毁，也没发现什么问题！

不过这里还有个另外的问题！注意和第2条里的对比：

mapinheritance(L,cname,name) //tolua_cclass里

mapsuper(L,type,ctype) //tolua_usertype里

到底type和const type谁是“基类”呢？这主要看不同场合里“基类”这个概念是用于解决什么问题了：

对mapsuper而言：在c++里一个声明为const的参数，实际是对函数本身的约束而不是对实参的约束：它只是强调函数内部不会去修改这个参数，至于传进来的实参本身是不是const的根本不重要，因为反正函数已经承诺不会去修改它了。所以要把一个类型为type的obj传给某个带有const type参数的函数，是没有问题的，但反过来，一个const type对象要传给接受type参数的函数是不行的，因为不知道它到底会不会修改（没有承诺不修改就意味着会修改）。再加上tolua++在生成胶水代码时，对每个参数都要做类型匹配检测（也就是在生成代码中大量的lua_isusertype调用），一个usertype变量是否合格，就是检查它所在位置的参数类型，是否是它可以“扮演”的角色，这些角色一是它的所有父类，二就是它以及所有父类的const变种了，而这些可以扮演的类型，恰好就是mapsuper所建立的_R.tolua_super体系中记录的内容了。

对mapinheritance而言：它将基类表设成子类表的元表，这是为了在子类表里可以找到基类的函数（在class_index_event函数里，有一个while循环，通过这里建立的链条不断向上级查找）。就这个目的而言，type和const type谁做基类是一样的。但是，type还有真正的基类base，按照base->type->const type的继承顺序是恰好满足的：

classA -> const classA

-> classB -> const classB

-> classC -> const classC
                                       -> classD -> const classD

也就是说const类型在当前层次的链上是一个叶，下一层次不是从它继承，而是与它并级。

而如果按照base->const type->type->const subtype->sub type，那么问题就麻烦了，因为在注册函数时，所有函数都是挂在不带const的类表上的，如CCNode的函数都在_R["CCNode"]里，这也符合脚本里创建类实例时的习惯：直接以“纯粹的”（不带const的）类名来操作，比如CCNode:create，而不会写作const_CCNode:create()。那么在后者的继承链上，每一个const type实际成了断点，没有得到这个type自身的函数！