lua_call/lua_pcall/xpcall

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vs2013+lua5.3.3

1.涉及函数

主要C函数:lua_call和lua_pcall

主要lua函数xpcall

2.正常使用lua_call

①hello.lua文件内容

function ccall_test_func(val)
    print(string.format("ccall_test_func val = %d",val))
end

②C++文件内容(主要内容在test_func函数中的lua_call函数，表示调用lua中的ccall_test_func函数，并将值1传给val)

//这个头文件包含了所需的其它头文件
#include "lua.hpp"

//测试函数
void test_func(lua_State* L){
    lua_getglobal(L, "ccall_test_func");
    lua_pushinteger(L, 1);
    lua_call(L, 1, 0);//调用
}

static const luaL_Reg lua_reg_libs[] = {
    { "base", luaopen_base },
    { "coroutine", luaopen_coroutine },
    { "table", luaopen_table },
    { "io", luaopen_io },
    { "os", luaopen_os },
    { "string", luaopen_string },
    { "utf8", luaopen_utf8 },
    { "math", luaopen_math },
    { "debug", luaopen_debug },
    { "package", luaopen_package },
    { NULL, NULL }
};

int main(int argc, char* argv[])
{
    if (lua_State* L = luaL_newstate()){

        //注册让lua使用的库
        const luaL_Reg* lua_reg = lua_reg_libs;
        for (; lua_reg->func; ++lua_reg){
            luaL_requiref(L, lua_reg->name, lua_reg->func, 1);
            lua_pop(L, 1);
        }
        //加载脚本，如果出错，则打印错误
        if (luaL_dofile(L, "hello.lua")){
            std::cout << lua_tostring(L, -1) << std::endl;
        }

        test_func(L); //调用测试函数

        lua_close(L);
    }
    else{
        std::cout << "luaL_newstate error !" << std::endl;
    }

    system("pause");

    return 0;
}

③运行后正常输出结果

3.使用lua_call产生的问题

①将lua中文件的ccall_test_func函数修改为抛出一个error，如下：

function ccall_test_func(val)
    print(string.format("ccall_test_func val = %d",val))

    error("throw error") --新增加一行模拟抛出错误
end

②运行后，直接抛出错误了

4.方法一：使用lua的保护模式函数xpcall处理错误

①将hello.lua文件中的ccall_test_func函数修改为

function ccall_test_func(val)
    --将函数调用修改为局部函数
    local function lua_test_func(val)
        print(string.format("ccall_test_func val = %d",val))

        error("throw error") --新增加一行模拟抛出错误
    end

    --调用保护函数xpcall
    local status, err_msg = xpcall( 
    function(v) lua_test_func(v) end,  --调用局部函数,v的值由下面的val提供
    function(msg) local ret_msg = debug.traceback(msg, 3) ret_msg = string.format("xpcall val = %d \n%s", val, ret_msg) return ret_msg end,  --结合debug.traceback得到系统内部提供的堆栈信息msg，并将ret_msg作为xpcall的返回值
    val) --传给v

    if not status then
        print(err_msg)
    end
end

②简化一下

③正常运行效果

5.方法二：使用C++的保护模式函数lua_pcall处理错误

①在hello.lua中增加一个由C++调用的错误处理函数ccall_err_handler

function ccall_test_func(val)
    print(string.format("ccall_test_func val = %d",val))

    error("throw error") --新增加一行模拟抛出错误
end

--增加的C++调用的错误处理函数
function ccall_err_handler(msg)
    print(debug.traceback(msg,3))
end

②修改C++中的test_func函数，使用保护模式函数lua_pcall

//测试函数
void test_func(lua_State* L){
    lua_getglobal(L, "ccall_err_handler");
    lua_getglobal(L, "ccall_test_func");
    lua_pushinteger(L, 1);
    lua_pcall(L, 1, 0, -3);//调用ccall_test_func，当出现错误时，会将error msg放在栈顶-1位置让放置在-3位置的错误处理函数ccall_err_handler使用
}

②简化一下

 function ccall_test_func(val)
    --将函数调用修改为局部函数
    local function lua_test_func(val)
        print(string.format("ccall_test_func val = %d",val))

        error("throw error") --新增加一行模拟抛出错误
    end

    --错误处理函数
    local function error_handler(msg)
        local ret_msg = debug.traceback(msg, 3) 
        ret_msg = string.format("xpcall val = %d \n%s", val, ret_msg) 
        return ret_msg 
    end

    local status, err_msg = xpcall(
    lua_test_func, --参数只有后面值val的话，这里可以直接使用函数名
    error_handler,  --参数只有msg的话（如果有其它传入参数，则需要使用上面的方式），这里可以直接使用函数名
    val) --传给val

    if not satus then
        print(err_msg)
    end
 end

③正常运行效果

6.使用lua_pcall，增加输出用户信息

①从上面能看到，lua_pcall也能处理异常的情况，但是在异常信息里只包含了堆栈信息，没有对用户数据的描述

②修改hello.lua的错误处理函数，增加参数接收val的值

-- 增加的C++调用的错误处理函数
function ccall_err_handler(val, msg)
    local err_msg = string.format("ccall_err_handler val = %d \n%s", val, msg) -- 这里使用debug.traceback不起作用，因为栈已经展开，所以收集不到栈跟踪信息了
    print(err_msg)
end

③修改一下C++中的test_func函数，如下

//测试函数
void test_func(lua_State* L){
    lua_getglobal(L, "ccall_test_func");
    lua_pushinteger(L, 1);
    if (lua_pcall(L, 1, 0, 0)){ //如果此时出现错误，则当前-1位置为error msg
        lua_getglobal(L, "ccall_err_handler"); //error msg变为-2
        lua_pushinteger(L, 1); //增加用户数据信息 //error msg变为-2
        lua_pushvalue(L, -3); //将-3位置的error msg 放置为-1位置
        lua_pcall(L, 2, 0, 0);
    }
}

④正常运行效果

上面可以看到数据信息以及错误信息了，但是堆栈跟踪信息收集不到了。

综上所述：一般情况下，建议使用方法一，简单方便而且信息全。

以下两点来自于《Lua 5.3 参考手册》中文版译者云风制作 Kavcc

7.lua_pcall函数介绍

int lua_pcall (lua_State *L, int nargs, int nresults, int msgh);

以保护模式调用一个函数。

nargs 和 nresults 的含义与 lua_call 中的相同。如果在调用过程中没有发生错误， lua_pcall 的行为和 lua_call 完全一致。但是，如果有错误发生的话， lua_pcall 会捕获它，然后把唯一的值（错误消息）压栈，然后返回错误码。同 lua_call 一样， lua_pcall 总是把函数本身和它的参数从栈上移除。

如果 msgh 是 0 ，返回在栈顶的错误消息就和原始错误消息完全一致。否则， msgh 就被当成是错误处理函数在栈上的索引位置。（在当前的实现里，这个索引不能是伪索引。）在发生运行时错误时，这个函数会被调用而参数就是错误消息。错误处理函数的返回值将被 lua_pcall 作为错误消息返回在堆栈上。

典型的用法中，错误处理函数被用来给错误消息加上更多的调试信息，比如栈跟踪信息。这些信息在 lua_pcall 返回后，由于栈已经展开，所以收集不到了。

lua_pcall 函数会返回下列常数（定义在 lua.h 内）中的一个：

LUA_OK (0): 成功。
LUA_ERRRUN: 运行时错误。
LUA_ERRMEM: 内存分配错误。对于这种错，Lua 不会调用错误处理函数。
LUA_ERRERR: 在运行错误处理函数时发生的错误。
LUA_ERRGCMM: 在运行 __gc 元方法时发生的错误。（这个错误和被调用的函数无关。）

8.关于lua的错误处理

由于 Lua 是一门嵌入式扩展语言，其所有行为均源于宿主程序中 C 代码对某个 Lua 库函数的调用。（单独使用 Lua 时，lua 程序就是宿主程序。）所以，在编译或运行 Lua 代码块的过程中，无论何时发生错误，控制权都返回给宿主，由宿主负责采取恰当的措施（比如打印错误消息）。

可以在 Lua 代码中调用 error 函数来显式地抛出一个错误。如果你需要在 Lua 中捕获这些错误，可以使用 pcall 或 xpcall 在保护模式下调用一个函数。

无论何时出现错误，都会抛出一个携带错误信息的错误对象（错误消息）。 Lua 本身只会为错误生成字符串类型的错误对象，但你的程序可以为错误生成任何类型的错误对象，这就看你的 Lua 程序或宿主程序如何处理这些错误对象。

使用 xpcall 或 lua_pcall 时，你应该提供一个消息处理函数用于错误抛出时调用。该函数需接收原始的错误消息，并返回一个新的错误消息。它在错误发生后栈尚未展开时调用，因此可以利用栈来收集更多的信息，比如通过探知栈来创建一组栈回溯信息。同时，该处理函数也处于保护模式下，所以该函数内发生的错误会再次触发它（递归）。如果递归太深，Lua 会终止调用并返回一个合适的消息。