深度剖析云風大神的開源框架Skynet——原始碼分析共享資料(Sharedata)【建議游戲開發收藏】

前言:在游戲開發中，需要用到大量且更新不頻繁的配置資料，而把業務拆分到多個服務后，各個服務可能只用到其中的少部分資料，此時每個服務加載所有資料會浪費大量記憶體，sharedata模塊就是為了解決這種需求設計的，其原理是：將共享lua資料存放到一個c結構里，所有服務都共享這個c結構的記憶體塊，各個服務可以獲取這個共享記憶體物件，然后就可以像讀取普通lua表一樣讀取資料，

一、創建共享資料

呼叫sharedata.new(name, value) api創建共享資料物件，主要2個引數：name，名字；v，可以是一張lua table，也可以是lua文本代碼，也可以是lua檔案，最終都會轉化成一個table，然后呼叫c層介面(第15行)回傳一個c結構共享記憶體，共享記憶體用參考計數管理其生命周期，

-- lualib/skynet/sharedata.lua
function sharedata.new(name, v, ...)
    skynet.call(service, "lua", "new", name, v, ...)
end
 
function CMD.new(name, t, ...)
    local dt = type(t)
    local value
    ...
    newobj(name, value)
end
 
local function newobj(name, tbl)
    assert(pool[name] == nil)
    local cobj = sharedata.host.new(tbl)
    sharedata.host.incref(cobj)
    local v = { value = tbl , obj = cobj, watch = {} }
    objmap[cobj] = v
    pool[name] = v
    pool_count[name] = { n = 0, threshold = 16 }
end

主要資料結構如下：struct table，是回傳給lua層的c結構

// lualib-src/lua-sharedata.c
struct table {  //單個共享物件結構，供lua層操作
    int sizearray; //一維資料長度
    int sizehash; //hash資料長度
    uint8_t *arraytype; //一維資料型別，integer、boolean、string or table
    union value * array; //一維資料值
    struct node * hash; //hash資料值，是一個陣列，每個元素是一個hash資料資訊
    lua_State * L; //lua虛擬堆疊，可獲取共享的lua table資料
};
 
struct node { //table里一個key-value值對應的資料資訊
    union value v;
    int key;        // integer key or index of string table
    int next;       // next slot index
    uint32_t keyhash;
    uint8_t keytype;        // key type must be integer or string
    uint8_t valuetype;      // value type can be number/string/boolean/table
    uint8_t nocolliding;    // 0 means colliding slot
};

共享資料創建完后，各個服務通過sharedata.query(name)查詢共享物件，物件參考計數加一，使用者可以向讀取lua表一樣讀取資料，但其實際上是一個userdata(c結構)，所以在corelib里定義了userdata的元表，元表中包含__index、__len、__pairs等方法，比如，__index方法會呼叫到c層的介面獲取指定key對應的value(第5行)，

-- lualib/skynet/sharedata/corelib.lua
local index = core.index
function meta:__index(key)
    local obj = getcobj(self)
    local v = index(obj, key)
    ...
    return v
end

二、更新共享物件

當需要更新共享物件時，呼叫sharedata.update(name, v, …) api，其原理是：創建一個新的共享物件(第17行)，然后把舊物件標記為dirty(第20行)，

-- lualib/skynet/sharedata.lua
function sharedata.update(name, v, ...)
    skynet.call(service, "lua", "update", name, v, ...)
end
 
function CMD.update(name, t, ...)
    local v = pool[name]
    local watch, oldcobj
    if v then
        watch = v.watch
        oldcobj = v.obj
        objmap[oldcobj] = true
        sharedata.host.decref(oldcobj)
        pool[name] = nil
        pool_count[name] = nil
    end
    CMD.new(name, t, ...)
    local newobj = pool[name].obj
    if watch then
        sharedata.host.markdirty(oldcobj)
        for _,response in pairs(watch) do
            response(true, newobj)
        end
    end
    collect10sec()  -- collect in 10 sec
end

此時，已參考該物件的服務并不會馬上更新，而是等到下一次使用該共享物件才會判斷是否要重繪，即惰性更新，第4行，如果物件標記為dirty，說明需要更新，呼叫c庫介面進行更新，

-- lualib/skynet/sharedata/corelib.lua
local function getcobj(self)
    local obj = self.__obj
    if isdirty(obj) then
        local newobj, newtbl = needupdate(self.__gcobj)
        if newobj then
            local newgcobj = newtbl.__gcobj
            local root = findroot(self)
            update(root, newobj, newgcobj)
            if obj == self.__obj then
                error ("The key [" .. genkey(self) .. "] doesn't exist after update")
            end
            obj = self.__obj
        end
    end
    return obj
end

對于舊物件，如果沒有服務參考（即參考計數為0時），在下一次collectobj時會刪掉它并清理記憶體(第12行)，

-- service/sharedatad.lua
local function collectobj()
    while true do
         skynet.sleep(100)       -- sleep 1s
         if collect_tick <= 0 then
             collect_tick = 600      -- reset tick count to 600 sec
             collectgarbage()
             for obj, v in pairs(objmap) do
                 if v == true then
                     if sharedata.host.getref(obj) <= 0  then
                         objmap[obj] = nil
                         sharedata.host.delete(obj)
                     end
                 end
             end
        else
            collect_tick = collect_tick - 1
        end
    end
end

呼叫sharedata.delete(name) 將共享物件的參考計算減一，

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