Смотрим на «Луну»

 КОНСТАНТИН РАЧАЕВ, ведущий инженер ОАО «Ростелеком», k.rachaev@mail.ru

Смотрим на «Луну»

Lua – маленький скриптовый язык, за внешней простотой которого скрывается огромная мощь. Давайте вместе изучим его возможности

Рождение Луны

В 1993 году в Бразилии трое коллег, Роберто Иерусалимски (Roberto Ierusalimschy), Луис Энрике де Фигуэйредо (Luiz Henrique de Figueiredo) и Вальдемар Селес (Waldemar Celes) из Tecgraf (Computer Graphics Technology Group) университета PUC-Rio (Pontifical Catholic University of Rio de Janeiro – Епископальный Католический Университет Рио-де-Жанейро), работая над двумя проектами для Petrobras (Бразильская государственная нефтяная компания), создали два небольших языка – DEL (Data-Entry Language) и SOL (Simple Object Language).

Эти языки, по сути, были декларативными, но со временем от них потребовались дополнительные возможности, – управляющие конструкции, подпрограммы и другие, реализация которых оказалась нецелесообразной в рамках данных языков, поэтому разработчики приняли решение заменить оба языка одним. В начале проектирования нового языка планировали адаптировать язык Tcl, однако он имел непривычный синтаксис, не обладал хорошей поддержкой описания данных и работал только на платформах UNIX.

В атмосфере свободы и создания всего своими руками, которая царила в Tecgraf, – в то время в Бразилии были сильные торговые ограничения, затронувшие аппаратное и программное обеспечение, и многое приходилось делать самим, – началась работа по созданию нового языка программирования. В нем были частично реализованы идеи из SOL (по-португальски – Солнце), и поэтому друг из Tecgraf Карлос Энрике Леви (Carlos Henrique Levy) предложил назвать новый язык Lua, что с португальского переводится как Луна.

По существу, в Lua не было создано ничего нового, разработчики просто позаимствовали решения из других языков:

• набор управляющих структур и синтаксис из Modula;
• от CLU были взяты множественное присваивание и возврат множественных значений из функций;
• из SNOBOL и AWK – ассоциативные массивы, названые в Lua таблицами (tables).

Сейчас Lua поддерживается в LabLua, в лаборатории Департамента компьютерных наук PUC-Rio. Подробнее узнать об истории возникновения и развития языка можно прочитав документ [1].

Обзор языка Lua

Lua – это встраиваемый скриптовый язык, гибкий и быстрый, легко портируемый, сочетающий в себе простой процедурный синтаксис с мощными возможностями описания структур данных. Благодаря фундаментальной концепции языка – мета-механизмам – Lua является мультипарадигменным языком, и на нем можно реализовать объектно-ориентированный и функциональный подходы к программированию.

Можно расширять возможности Lua за счет написания своих собственных библиотек, что является одним из основных принципов, заложенным на этапе создания языка. Даже базовая функциональность реализована в виде набора стандартных библиотек, например, работа со строками. Также имеются различные библиотеки сторонних разработчиков, о которых пойдет речь дальше.

Lua был спроектирован так, чтобы он легко встраивался в другие приложения. Продуманный интерфейс позволяет полноценно взаимодействовать коду на Lua c внешним кодом, поэтому он интегрируется с большим количеством языков, такими как C/C++, Java, C#, Smalltalk, Fortran, Ada, Erlang, Perl и Ruby.

«Движок» Lua написан на чистом C, и все, что потребуется для запуска программ на Lua, – это наличие компилятора языка С, чтобы собрать интерпретатор. Именно за счет этого и достигается высокая переносимость кода на различные платформы.

Lua заслужил репутацию языка с высокой производительностью среди интерпретируемых. Исходный код транслируется в байткод и исполняется на регистровой виртуальной машине (до версии 5.0 использовалась стековая виртуальная машина), что также вносит свой вклад в быстродействие языка. Для критичных по времени задач имеется JIT-компилятор Lua – LuaJIT [2].

Но, несмотря на все возможности языка, он остается достаточно маленьким. Размер ядра Lua 5.2.3 (на момент написания статьи – последняя стабильная версия) вместе со стандартными библиотеками составляет 182 КБ.

У читателя возникает резонный вопрос: а зачем же нам нужен еще один интерпретируемый язык? У нас уже есть и Python, и Ruby. Главные же достоинства Lua в сравнении с другими языками – это его маленький размер и простота встраивания в приложения с обеспечением высоких показателей производительности. Не зря этот язык занимает лидирующее положение в игровой индустрии. С результатами сравнений Lua с другими языками можно познакомиться на [3].

Для изучения языка рекомендую почитать документацию на официальном сайте [4], а также книгу [5] от одного из авторов – Роберто Иерусалимски. На текущий момент актуальным является третье издание, рассказывающее об Lua 5.2. Очень много полезной и интересной информации о Lua также можно найти на [6].

Где используется

Lua используется в самых разнообразных областях программирования. Это компьютерные игры (World of Warcraft, Angry Birds, Diablo 3, Far Cry, S.T.A.L.K.E.R. и другие) и игровые движки, графические пакеты (Adobe Photoshop Lightroom) и программы анализа сетевого трафика (Wireshark и nmap), медиа плейер VLC и встраиваемые системы. И, конечно, самым простым примером использования Lua является конфигурационный файл, но с такой функциональностью, что возможности вашей программы заметно улучшатся.

Установка Lua

Lua – проектом с открытым исходным текстом и распространяется под лицензией MIT. Исходный код и скомпилированные бинарники под различные платформы можно получить на официальном сайте проекта [7]. Lua достаточно легко собрать под любой платформой, где есть компилятор ANSI C.

В среде Lua есть две системы по управлению модулями, – LuaRocks [8] и LuaDist [9] – которые позволяют установить не только пакеты, но и интерпретатор Lua.

Разнообразные библиотеки, покрывающие различные области применения – работа с сетью, файловой системой, базами данных, GUI и другие – можно найти на MoonRocks [10], который является репозитарием модулей для LuaRocks. А LuaDist для хранения модулей использует GitHub [11].

При использовании LuaLocks Lua установится той версии, которая поставляется с LuaRocks (На текущий момент для LuaRocks 2.2.0 – Lua 5.1.4). А вот с помощью LuaDist можно установить свежую версию Lua.

После установки у вас появится минимальный набор: интерпретатор lua, компилятор luac и стандартная библиотека.

Статью целиком читайте в журнале «Системный администратор», №12 за 2014 г. на страницах 60-65.

PDF-версию данного номера можно приобрести в нашем магазине.

Комментарии могут оставлять только зарегистрированные пользователи