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Lua 垃圾回收

Lua 会自动管理内存。你创建 table、函数、字符串等对象后，通常不需要手动释放；当它们不再被引用时，garbage collector 会在合适的时候回收内存。

你不需要一开始就调优 garbage collection，但应该理解“对象什么时候可能被回收”和“怎样避免不必要的内存增长”。

什么对象会被回收​

Lua 中 table、function、thread、userdata、字符串等对象由垃圾回收器管理。

示例：

local t = {1, 2, 3}
t = nil

当没有任何地方再引用原来的 table 时，它就变成可回收对象。注意，“可回收”不代表马上回收，具体时间由垃圾回收器决定。

引用会阻止回收​

main.lua
local a = {name = "Lua"}
local b = a

a = nil

print(b.name)

输出：

Lua

虽然 a 被设为 nil，但 b 仍然引用同一个 table，所以这个 table 不会被回收。

collectgarbage​

Lua 提供 collectgarbage() 控制和查看垃圾回收器。

查看当前 Lua 使用的内存，单位是 KB：

main.lua
print(collectgarbage("count"))

手动触发一次完整回收：

main.lua
local data = {}

for i = 1, 100000 do
   data[i] = {value = i}
end

print("before:", collectgarbage("count"))

data = nil
collectgarbage("collect")

print("after:", collectgarbage("count"))

输出数值会因平台和 Lua 版本不同而不同。

备注

你不应该在普通代码里频繁手动 collectgarbage("collect")。这可能带来明显暂停。通常让 Lua 自动管理即可。

常用 collectgarbage 参数​

参数说明
"count"返回当前内存使用量，单位 KB
"collect"执行一次完整垃圾回收
"stop"停止自动垃圾回收
"restart"重新启动自动垃圾回收
"step"执行一步垃圾回收
"isrunning"判断垃圾回收器是否运行
"incremental"切换到 incremental 模式
"generational"切换到 generational 模式

不同 Lua 版本支持的参数可能略有差异。写跨版本代码时应查对应版本手册。

弱表​

普通 table 会强引用 key 和 value。弱表可以让 key 或 value 不阻止对象被回收。

下面是弱 value table：

main.lua
local cache = setmetatable({}, {
   __mode = "v",
})

local obj = {name = "data"}
cache.item = obj

print(cache.item.name)

obj = nil
collectgarbage("collect")

print(cache.item)

第二次输出可能是：

nil

弱表常用于缓存：如果外部已经不再使用对象，缓存不应该强行留住它。

常见内存问题​

全局变量意外持有对象​

data = {}

如果你忘记写 local，data 会变成全局变量，可能长期存在，导致对象不能被回收。

table 缓存没有清理​

local cache = {}

如果缓存一直增长，而你从不删除旧数据，内存自然会越来越高。缓存需要淘汰策略，或使用弱表。

闭包持有外部变量​

闭包会捕获外层局部变量。如果闭包长期存在，它捕获的对象也会继续存在。

local function make_reader(data)
   return function(index)
      return data[index]
   end
end

只要返回的函数还活着，data 就不会被回收。

小结​

你需要掌握：

  • Lua 自动管理内存。
  • 对象不再被任何地方引用后，才可能被回收。
  • collectgarbage("count") 可以查看内存使用。
  • 不要频繁手动完整回收。
  • 弱表适合做缓存。
  • 意外全局变量和长期缓存是常见内存问题。