從使用的角度來看，一個模塊就是一個程序庫，可以通過Lua自身提供的require來加載。然后便得到一個全局變量，表示一個table。這個table就是像一個名字空間，其內容就是模塊導出的所有東西，例如函數(shù)和常量。簡單的說，Lua中的模塊就是一個table，table中可以包括任何東西。本文首先詳細介紹模塊相關的require函數(shù)，包括該函數(shù)的執(zhí)行流程以及查找模塊的路徑，然后介紹了實現(xiàn)模塊的三種方法，并給出相應的優(yōu)缺點。

 require函數(shù)

     該函數(shù)用來加載一個模塊，即按指定的路徑和傳入的參數(shù)，查找要加載的模塊。函數(shù)原型如下：

      require (modname)

      該函數(shù)的執(zhí)行流程如下：

      I、查找表package.loaded，看modname是否已經加載過了。若是，則require函數(shù)直接返回package.loaded[modname]，否則繼續(xù)執(zhí)行，尋找模塊的加載器（loader）。

      II、為了尋找加載器，require使用了數(shù)組package.searchers（Lua 5.2引入的,在之前的版本叫做package.loaders，實質兩者只是名字不同而已），數(shù)組中每個元素是一個函數(shù)。

     第一個函數(shù)用來是搜索表package.preload，若存在，則返回相應的加載器。

     第二個函數(shù)是用來獲取Lua模塊的加載器，其搜索路徑存儲在package.path中，它是一個字符串，比如：

會用模塊名來替換每個”?”，然后根據替換的結果來檢測是否存在這樣的一個文件。這個工作是通過函數(shù)package.searchpath來做的。package.searchpath函數(shù)原型如下：
      package.searchpath (name, path [, sep [, rep]])

參數(shù)path是要查找的字符串，用分號隔開；name是要查找的文件；參數(shù)sep（默認值是”.”）可用于name中，在查找過程中用rep（默認值是系統(tǒng)目錄的分隔符）替換。比如path是

要查找foo.a，則會嘗試查找文件

也就是說Lua支持具有層級性的模塊名。
      第三個函數(shù)是用來獲取C模塊的加載器，其搜索路徑存儲在package.cpath中，它也是一個字符串，比如：

同樣會用模塊名來替換每個”?”，然后根據替換的結果來檢測是否存在這樣的一個文件。這個工作也是通過函數(shù)package.searchpath來做的。
     第四個函數(shù)是用all-in-one 加載器，使用這個功能，可以使得一個包里面包含多個C子模塊。除了第一個外，其他三個除了返回加載器外，還會返回找到的文件名作為額外的值。

      III、找到加載器后，require將用兩個參數(shù)調用這個加載器，一個是傳入的參數(shù)modname，另外一個是返回的額外值。如加載器返回一個不是nil的值，則把這個值賦值給package.loaded[modname]。如果加載返回返回一個nil并且加載器執(zhí)行完后package.loaded[modname]還為空，則把package.loaded[modname]賦值為true。不管那種情況，require都會返回package.loaded[modname]。如果在這個過程有任務錯誤，require函數(shù)就產生一個錯誤給調用者。

     最后關于require函數(shù)，值得注意的幾點是：

     I、如果require找到的是一個lua文件，則通過loadfile來加載代碼，如果找到的是一個C程序庫，就通過loadlib來加載。注意，loadfile和loadlib都實質上加載代碼，并沒有運行他們。為了運行他們，require會用模塊名作為參數(shù)來調用這些代碼。

     II、若要強制使require對同一庫加載兩次，可以簡單刪除package.loaded中的模塊條目，即賦值相應的條目為nil。

     III、通過上面的加載過程分析知道，要加載自己的lua文件或C庫，可以通過修改package.path或package.cpath的值，把要搜索的路徑加載進去。

      IV、也可以定義自己的加載函數(shù)（除了已有的loadlib和loadfile等），比如加載ZIP文件，甚至從web上下載一個文件。

編寫模塊的方法

     方法一：對于Lua5.0和5.1來說，編寫模塊最簡單的方法是使用Lua自身提供的module函數(shù)（注意在Lua 5.2中被刪除了），比如要編寫一個模塊foo，模塊文件foo_file.lua如下：

則在其他文件要使用這個模塊，方式如下：

并且執(zhí)行require后，則會把模塊foo就是全局環(huán)境的一個變量了，在其他地方也可以使用。module函數(shù)原型如下：

module在創(chuàng)建模塊table之前，會先檢查package.loaded是否已包括了這個模塊，或者是否已存在與模塊同名的變量。如果由此找到了這個table，它就會復用這個table做為模塊。也就是說，可以用module來打開一個已創(chuàng)建的模塊。

對于module函數(shù)來說，有以下問題，比如在模塊文件module0_test中有：

在另外一個文件可以這樣使用這個模塊：

對于第二個調用不是報錯的，并且是非常奇怪的，這時因為module機制是在模塊中找不的成員，則去_G全局變量找，實現(xiàn)方式類似如下：

do 
  local globaltbl = _G 
  local newenv = setmetatable({}, { 
    __index = function (t, k) 
      local v = t[k] 
      if v == nil then return globaltbl[k] end 
      return v 
    end, 
    __newindex = M, 
  }) 
  if setfenv then 
    setfenv(1, newenv) -- for 5.1 
  else 
    _ENV = newenv -- for 5.2 
  end 
end 

在模塊找不到的成員，則到_G中去查找，并且這樣訪問也是非常低效的，因為要通過元表來訪問成員。

 方法二：該方法的基本思想是讓模塊的主程序有一個獨占的環(huán)境，這樣所有函數(shù)或變量都共享這個table，并且所有的全局變量都記錄在這個table中，當然局部變量是不會的。代碼片段如下：

local modename = ... 
local M = {} 
_G[modename] = M 
package.loaded[modname] = M 
if setfenv then 
  setfenv(1, newenv) -- for 5.1 
else 
  _ENV = newenv -- for 5.2 
end 

如果這樣實現(xiàn)，在模塊訪問_G中的變量時，需要加上前綴，比如_G.print。為了解決這個問題，有幾種方法，各有優(yōu)缺點：

 I、設置M的元表，即setmetable(M, {__index = _G})這樣做后，訪問全局變量，都要通過元表，開銷比較大。

 II、設置local _G = _G，這樣做后，訪問全局變量仍然要加上前綴，但速度更快。

 III、把模塊需要的全局變量都設置為局部變量，比如local io = io。這樣做會比較繁瑣，但是速度最快。

方法三：同樣是使用環(huán)境的概念。比如模塊文件如下：

為了使用它，方法如下：

local function Import(filename)                                     
  f = loadfile(filename)                                        
  local M = {}                                             
  setmetatable(M, {__index = _G})                                   
  setfenv(f,M)() 
  return M 
end 
 
local FOO = Import("module2_test.lua") 
 
FOO.foo() --output “Hello World!” 

用這種方法，只需調用Import方法，其返回值就是模塊，該方法把模塊相關訪問工作，放在使用的模塊的地方了。

以上所述就是本文的全部內容了，希望能夠對大家學習lua有所幫助。