skynet有两种方法支持热更新lua代码：clearcache和inject，在介绍skynet热更新机制之前，先介绍skynet控制台，参考官方wikihttps://github.com/cloudwu/skynet/wiki/DebugConsole
1. skynet控制台
想要使用skynet控制台，需启动debug_console服务skynet.newservice("debug_console", ip, port)，指定一个地址。skynet启动后，用nc命令就可以进入控制台，如图。
debug_console服务启动后，监听外部连接（第3行）。
第15行，当打开控制台连接建立后，fork一个协程在console_main_loop里处理这个tcp连接的通信交互
第6-13行，使用特定的print，数据不是输出到屏幕上，而是通过socket.write发送给控制台
第24-28行，获取控制台发来的数据，然后调用docmd
第35-52行，解析出相应指令，执行完后，通过print发送给控制台
1 --service/debug_console.lua 2 skynet.start(function() 3 local listen_socket =socket.listen (ip, port) 4 skynet.error("Start debug console at " .. ip .. ":".. port) 5 socket.start(listen_socket , function(id, addr) 6 local function print(...) 7 local t ={ ... } 8 for k,v in ipairs(t) do 9 t[k] = tostring(v) 10 end 11 socket.write(id, table.concat(t,"")) 12 socket.write(id, "") 13 end 14 socket.start(id) 15 skynet.fork(console_main_loop, id , print) 16 end) 17 end) 18 19 local function console_main_loop(stdin, print) 20 print("Welcome to skynet console") 21 skynet.error(stdin, "connected") 22 local ok, err = pcall(function() 23 while true do 24 local cmdline = socket.readline(stdin, "") 25 ... 26 if cmdline ~= "" then 27 docmd(cmdline, print, stdin) 28 end 29 end 30 end) 31 ... 32 end 33 34 local function docmd(cmdline, print, fd) 35 local split =split_cmdline(cmdline) 36 local command = split[1] 37 local cmd =COMMAND[command] 38 localok, list 39 if cmd then 40 ok, list = pcall(cmd, table.unpack(split,2)) 41 else 42 ... 43 end 44 45 if ok then 46 ... 47 print(list) 48 print("<CMD OK>") 49 else 50 print(list) 51 print("<CMD Error>") 52 end 53 end
比如，在控制台输入"list"，最终会调用到COMMAND.list()，获取当前服务信息，然后返回给控制台。于是就有了上面截图的信息。
1 --service/debug_console.lua 2 functionCOMMAND.list() 3 return skynet.call(".launcher", "lua", "LIST") 4 end
2. clearcache更新方法
clearcache用于新建服务的热更新，比如agent，对已有的服务不能热更新。使用方法很简单：在控制台输入"clearcache"即可，下面分析其原理：
每个snlua服务会启动一个单独的lua VM，对于同一份Lua文件，N个服务就要加载N次到内存。skynet对此做了优化，每个Lua文件只加载一次到内存，保存Lua文件-内存映射表，下一个服务加载的时候copy一份内存即可，提高了VM的启动速度（省掉读取Lua文件和解析Lua语法的过程）。参考官方wikihttps://github.com/cloudwu/skynet/wiki/CodeCache
第2-6行，全局的Lua状态机，以Lua文件名为key，内存指针为value，保存在状态机的注册表里，位于栈上有效伪索引LUA_REGISTERYINDEX处。
第8行，修改了官方的luaL_loadfilex接口：
第11-15行，调用load从全局状态机的注册表里获取文件名对应的内存块，调用lua_clonefunction拷贝一份后即可返回
第16-18行，第一次加载文件到内存里
第19-26行，调用save保存文件名-内存块的映射，如果有旧的内存块，返回旧的，否则返回刚加载的内存块
1 //3rd/lua/lauxlib.c 2 structcodecache { 3 struct spinlock lock; 4 lua_State *L; 5 }; 6 static structcodecache CC; 7 8 LUALIB_API int luaL_loadfilex (lua_State *L, const char *filename, 9 const char *mode) { 10 ... 11 const void * proto =load(filename); 12 if(proto) { 13 lua_clonefunction(L, proto); 14 returnLUA_OK; 15 } 16 lua_State * eL =luaL_newstate(); 17 int err =luaL_loadfilex_(eL, filename, mode); 18 proto = lua_topointer(eL, -1); 19 const void * oldv =save(filename, proto); 20 if(oldv) { 21 lua_close(eL); 22 lua_clonefunction(L, oldv); 23 } else{ 24 lua_clonefunction(L, proto); 25 /*Never close it. notice: memory leak */ 26 } 27 28 returnLUA_OK; 29 }
load接口，从全局状态机CC的注册表里获取指定文件对应的内存块（可能不存在）
1 //3rd/lua/lauxlib.c 2 static const void * 3 load(const char *key) { 4 if (CC.L ==NULL) 5 returnNULL; 6 SPIN_LOCK(&CC) 7 lua_State *L =CC.L; 8 lua_pushstring(L, key); 9 lua_rawget(L, LUA_REGISTRYINDEX); 10 const void * result = lua_touserdata(L, -1); 11 lua_pop(L, 1); 12 SPIN_UNLOCK(&CC) 13 14 returnresult; 15 }
save接口，先获取旧的内存块（12-15行），如果有则直接返回，否则把新内存块加载到注册表中（17-19行）
1 static const void * 2 save(const char *key, const void *proto) { 3 lua_State *L; 4 const void * result =NULL; 5 6 SPIN_LOCK(&CC) 7 if (CC.L ==NULL) { 8 init(); 9 L =CC.L; 10 } else{ 11 L =CC.L; 12 lua_pushstring(L, key); 13 lua_pushvalue(L, -1); 14 lua_rawget(L, LUA_REGISTRYINDEX); 15 result = lua_touserdata(L, -1); /*stack: key oldvalue */ 16 if (result ==NULL) { 17 lua_pop(L,1); 18 lua_pushlightuserdata(L, (void *)proto); 19 lua_rawset(L, LUA_REGISTRYINDEX); 20 } else{ 21 lua_pop(L,2); 22 } 23 } 24 SPIN_UNLOCK(&CC) 25 returnresult; 26 }
clearcache的原理就是删除这个全局的状态机，这样新服务就可以用最新的Lua文件（load接口返回NULL），且不影响已有服务的运行。此时，新服务运行新的代码，旧服务运行旧的代码。
在控制台输入"clearcache"后，最终调用到c中的clearcache，删除旧的全局VM，然后新建一个（19-20行）。
1 -- service/debug_console.lua 2 function COMMAND.clearcache() 3 codecache.clear() 4 end 5 6 //3rd/lua/lauxlib.c 7 static int 8 cache_clear(lua_State *L) { 9 (void)(L); 10 clearcache(); 11 return 0; 12 } 13 14 static void 15 clearcache() { 16 if (CC.L ==NULL) 17 return; 18 SPIN_LOCK(&CC) 19 lua_close(CC.L); 20 CC.L =luaL_newstate(); 21 SPIN_UNLOCK(&CC) 22 }
3. inject更新方法
inject译为“注入”，即将新代码注入到已有的服务里，让服务执行新的代码，可以热更已开启的服务，使用方法简单，在控制台输入"inject address xxx.lua"即可，难点在于lua代码的编写，建议只做一些简单的热更。其实现原理是：给服务发送消息，让其执行新代码，新代码修改已有的函数原型（包括upvalues），完成对函数的更新。
第10行，给指定服务发送"DEBUG"类型消息
第20行，最终调用inject接口注入代码修改函数原型（包括闭包）。注：只需修改服务的register_protocol接口以及消息分发接口
1 --service/debug.lua 2 functionCOMMAND.inject(address, filename) 3 address =adjust_address(address) 4 local f = io.open(filename, "rb") 5 if not f then 6 return "Can't open ".. filename 7 end 8 local source = f:read "*a" 9 f:close() 10 local ok, output = skynet.call(address, "debug", "RUN", source, filename) 11 if ok == false then 12 error(output) 13 end 14 returnoutput 15 end 16 17 --lualib/skynet/debug.lua 18 functiondbgcmd.RUN(source, filename) 19 local inject = require "skynet.inject" 20 local ok, output =inject(skynet, source, filename , export.dispatch, skynet.register_protocol) 21 collectgarbage "collect" 22 skynet.ret(skynet.pack(ok, table.concat(output, ""))) 23 end
inject的处理过程：
第7-9行，获取接口的函数原型（包括闭包），保存在u里
第11-21行，遍历所有的消息分发函数（每种消息类型对应一个函数），通过getupvaluetable接口保存函数原型（包括闭包）
第22-23行，执行新的Lua代码，通过env里的_U,_P获取原有的函数原型
1 --lualib/skynet/inject.lua 2 return function(skynet, source, filename , ...) 3 local output ={} 4 local u ={} 5 local unique ={} 6 local funcs ={ ... } 7 for k, func in ipairs(funcs) do 8 getupvaluetable(u, func, unique) 9 end 10 local p ={} 11 local proto =u.proto 12 if proto then 13 for k,v in pairs(proto) do 14 local name, dispatch =v.name, v.dispatch 15 if name and dispatch and not p[name] then 16 local pp ={} 17 p[name] =pp 18 getupvaluetable(pp, dispatch, unique) 19 end 20 end 21 end 22 local env = setmetatable( { print = print , _U = u, _P = p}, { __index = _ENV}) 23 local func, err = load(source, filename, "bt", env) 24 ... 25 26 return true, output 27 end
示例：比如启动了一个test服务
-- test.lua
1 local skynet = require "skynet" 2 3 local CMD ={} 4 5 local functiontest(...) 6 print(...) 7 skynet.ret(skynet.pack("OK")) 8 end 9 10 functionCMD.ping(msg) 11 test(msg) 12 end 13 14 skynet.dispatch("lua", function(session, source, cmd, ...) 15 local f =CMD[cmd] 16 if f then 17 f(...) 18 end 19 end) 20 21 skynet.start(function() 22 end)
在控制台输入"inject address inject_test.lua"热更test服务，
第23行，通过全局环境变量_P获取lua类型消息分发函数里的接口CMD
第24行，获取CMD.ping接口的所有闭包
第25行，得到test的函数原型
第27-30行，更新接口，完成热更。
1 --inject_test.lua 2 print("hotfix begin") 3 4 if not _P then 5 print("hotfix faild, _P not define") 6 return 7 end 8 9 local functionget_upvalues(f) 10 local u ={} 11 if not f then return u end 12 local i = 1 13 while true do 14 local name, value = debug.getupvalue(f, i) 15 if name == nil then 16 returnu 17 end 18 u[name] =value 19 i = i + 1 20 end 21 end 22 23 local CMD = _P.lua.CMD 24 local upvalues =get_upvalues(CMD.ping) 25 local test =upvalues.test 26 27 CMD.ping = function(msg) 28 local postfix = "aaa" 29 test(msg .. postfix) 30 end 31 32 print("hotfix end")