Lua代码的优化技巧

这些技巧覆盖全局变量、表、函数调用、字符串、GC 和 LuaJIT，每条给出原因和做法。

1. 减少全局变量的使用

全局变量访问慢，因为 Lua 要查全局环境表。用 local 声明变量；必须用全局变量的地方，把它缓存到局部变量里，减少查找。

示例:

-- 不推荐
function compute(value)
    result = value * 2
    return result
end

-- 推荐
function compute(value)
    local result = value * 2
    return result
end

2. 优化表的使用

能用数字索引就不用字符串索引。表尽量一次性用字面量构造好；循环里反复用的表复用，别每轮新建。键别用表或函数这类复杂类型。

示例:

-- 不推荐：循环中每轮都新建一张表
local result = {}
for i = 1, 10000 do
    result[i] = { value = i }   -- 10000 张表，GC 压力大
end

-- 推荐：复用同一张表
local buf = {}
for i = 1, 10000 do
    buf[i] = i                  -- 数字索引、直接赋值，GC 压力小
end

3. 减少函数调用的开销

每次函数调用都耗栈空间和时间。短小的函数直接内联到调用点，调用层级能少则少。

示例:

-- 不推荐
function add(a, b)
    return a + b
end

function compute(value)
    return add(value, 10)
end

-- 推荐
function compute(value)
    return value + 10
end

4. 优化字符串操作

字符串不可变，每次修改都新建字符串。循环里的重复拼接换成 table.concat 批量拼。

示例:

-- 不推荐
local str = ""
for i = 1, 1000 do
    str = str .. i
end

-- 推荐
local t = {}
for i = 1, 1000 do
    t[i] = i
end
local str = table.concat(t)

5. 减少垃圾回收的影响

垃圾回收会带来性能波动。调整触发频率和阈值；性能关键的代码里用 collectgarbage 手动控制。

示例:

-- 调整垃圾回收参数
collectgarbage("setpause", 100)
collectgarbage("setstepmul", 500)

6. 使用 LuaJIT

LuaJIT 带即时编译，执行速度比标准解释器快。把代码迁过去，调 C 函数用 FFI（Foreign Function Interface）库。

示例:

-- 使用 LuaJIT FFI
local ffi = require("ffi")
ffi.cdef[[
    int add(int, int);
]]
local C = ffi.load("mylib")
print(C.add(1, 2))

7. 避免长时间运行的代码块

长代码块会阻塞其他操作。把长任务拆成小块，耗时操作交给协程分片。

示例:

-- 使用协程
local co = coroutine.create(function()
    for i = 1, 10000 do
        -- 长时间操作
        coroutine.yield()
    end
end)

while coroutine.status(co) ~= "dead" do
    coroutine.resume(co)
end

8. 缓存函数结果

相同输入反复计算的函数，把结果缓存起来；调用越频繁越值得。

示例:

-- 使用缓存
local cache = {}
function expensiveFunction(x)
    if not cache[x] then
        -- 复杂计算
        cache[x] = x * x
    end
    return cache[x]
end

9. 合理使用表作为函数参数

按位置传参开销最小；用表打包参数反而要额外分配一张表，通常更慢，算不上优化。固定数量、顺序明确的参数直接按位置传。表打包只在参数数量可变、需要命名参数（类似关键字参数）或需要“配置对象”语义时用，图的是可读性和可扩展性，不是性能。

示例:

-- 推荐（性能优先）：位置参数，没有额外分配
function process(a, b, c)
    return a + b + c
end
process(1, 2, 3)

-- 也可用（可读性优先，但每次调用都会分配一张表）
function process_config(params)
    return params.a + params.b + params.c
end
process_config({a = 1, b = 2, c = 3})

10. 避免使用 debug 库

debug 库的操作有额外开销，生产环境里别拿它做性能分析。

示例:

-- 避免使用 debug 库
local function foo()
    -- 调试操作
end

总结

先测量再优化：用分析工具确认热点，改完再测，确认有收益。为微不足道的提升牺牲可读性，不划算。