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預編譯 Lua 模組到 LuaJIT 位元組碼中以加快 OpenResty 啟動速度

章亦春釋出於 Dec 9, 2020 更新於 Dec 9, 2020

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本教程演示瞭如何將 Lua 模組預編譯成 LuaJIT 位元組碼。這可以幫助減少 OpenResty 應用程式的啟動時間。

export PATH=/usr/local/openresty/bin:$PATH
cd ~
mkdir -p precomp
cd precomp/

這裡我們將使用一個大的 Lua 模組檔案 pkg-stap.lua。它是由我們的 opslang 編譯器生成的。

cp ~/git/opslang/pkg-stap.lua ./
ls -lh *.lua

我們可以看到，這個 Lua 模組是 1.6MB。

讓我們嘗試用 resty 工具載入這個 Lua 模組。

time resty -I. -e 'require "pkg-stap"'

一共需要 23 毫秒。

讓我們檢查一下執行一個空的 Lua 程式的原始開銷。

time resty -e ''

大約是 11 毫秒。所以載入模組本身大約需要 12 毫秒。

讓我們嘗試將 Lua 模組預編譯成 LuaJIT 位元組碼。

time /usr/local/openresty/luajit/bin/luajit -bg pkg-stap.lua pkg-stap.ljbc

這裡我們使用 OpenResty 的 luajit 程式。

它生成一個 LuaJIT 位元組碼檔案，副檔名為 .ljbc。

ls -lh *.ljbc

看到位元組碼檔案也小了 50%以上，很有意思!

然後再嘗試用 resty 載入。

time resty -I. -e 'require "pkg-stap"'

總共只有 13 毫秒!

現在幾乎就像載入一個空的 Lua 程式一樣!只多了 2 毫秒。

time resty -e ''

當載入一個模組時，resty”工具總是試圖在“.lua ”檔案之前載入一個“.ljbc ”檔案。

讓我們看看如何讓它在 OpenResty 伺服器上工作。

mkdir conf logs lua

將我們的 Lua 模組檔案複製到 lua/ 子目錄下。

mv *.lua *.ljbc lua/
tree .

寫一個簡單的 nginx 配置檔案，conf/nginx.conf。我們做如下編輯。

啟用單個 nginx 工作程序。
使用 1024 個每工作程序的連線。
在 lua_package_path 指令中，重要的是要在 .lua 檔案之前嘗試 .ljbc 檔案。你也可以嘗試只保留 .ljbc 檔案來確定。
在“init_by_lua_block”中，我們預先載入了我們的模組，這樣任何模組載入失敗都可以在伺服器啟動時被發現。這也導致了更快的首次請求和更小的記憶體佔用，這是因為 COW 的最佳化。

worker_processes 1;

events {
    worker_connections 1024;
}

http {
    lua_package_path "$prefix/lua/?.ljbc;$prefix/lua/?.lua;;";

    init_by_lua_block {
        require "pkg-stap"
    }

    server {
        listen 8080;
        location / { return 200 "ok\n"; }
    }
}

檢查目錄樹。

tree .

看起來不錯！

嘗試使用 -t 選項測試伺服器配置。

time openresty -p $PWD/ -t

啟動它。

time openresty -p $PWD/

約 7 毫秒。

嘗試刪除 LuaJIT 位元組碼檔案。

rm lua/*.ljbc

停止伺服器。

kill -QUIT `cat logs/nginx.pid`

再次啟動伺服器。

time openresty -p $PWD/

這次是 17 毫秒！我們可以透過載入 Lua 原始檔看到它也慢了 10 毫秒。

最後，也可以嘗試刪除 Lua 原始檔。

rm lua/*.lua

停止伺服器並重新啟動它。

time openresty -p $PWD/

這一次，我們得到了一個預期的錯誤，因為兩個版本的模組都不見了。

對於小的 Lua 模組檔案，載入它們的原始碼已經非常快了。

echo 'local _M = {} function _M.foo() end return _M' > a.lua
ls -l a.lua
time resty -I. -e 'require "a"'

預編譯一個小的 Lua 模組檔案不會有太大的幫助。

time /usr/local/openresty/luajit/bin/luajit -bg a.lua a.ljbc
time resty -I. -e 'require "a"'

確實不多。但如果你有很多小模組要載入，節省的時間會很快積累起來。如果你喜歡這個教程，請訂閱這個部落格網站和我們的 YouTube 頻道或 B 站頻道。謝謝！

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關於本文和關聯影片

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關於作者

章亦春是開源 OpenResty^® 專案創始人兼 OpenResty Inc. 公司 CEO 和創始人。

章亦春（Github ID: agentzh），生於中國江蘇，現定居美國灣區。他是中國早期開源技術和文化的倡導者和領軍人物，曾供職於多家國際知名的高科技企業，如 Cloudflare、雅虎、阿里巴巴, 是 “邊緣計算“、”動態追蹤 “和 “機器程式設計 “的先驅，擁有超過 22 年的程式設計及 16 年的開源經驗。作為擁有超過 4000 萬全球域名使用者的開源專案的領導者。他基於其 OpenResty^® 開源專案打造的高科技企業 OpenResty Inc. 位於美國矽谷中心。其主打的兩個產品 OpenResty XRay（利用動態追蹤技術的非侵入式的故障剖析和排除工具）和 OpenResty Edge（最適合微服務和分散式流量的全能型閘道器軟體），廣受全球眾多上市及大型企業青睞。在 OpenResty 以外，章亦春為多個開源專案貢獻了累計超過百萬行程式碼，其中包括，Linux 核心、Nginx、LuaJIT、GDB、SystemTap、LLVM、Perl 等，並編寫過 60 多個開源軟體庫。