女主宣言

lua 是一個巴西人設計的小巧的指令碼語言，它的設計目的是為了能夠嵌入到應用程式中，從而為應用程式提供靈活的擴充套件和定製功能。今天我們邀請到 360 高階開發工程師李鋼帶我們快速入門 lue。本文最先發佈於 opsdev，轉載已獲取作者授權。 

PS：豐富的一線技術、多元化的表現形式，盡在“HULK一線技術雜談”，點關注哦！

前言

作為web開發工程師，我們平時主要使用的開發語言是php。這個語言提供了對html模版的強大的處理能力，也提供了十分豐富的函式庫及擴充套件，非常的適合web開發使用。那麼lua是如何進入到我們的視線中的呢？在這裡我先說下我在開發一個web產品時，會優先考慮的幾個問題：

1. 如何保證服務的穩定性，即如何防止白屏、50x錯誤的發生。

2. 如何提高頁面的響應速度，即讓使用者感覺頁面開啟足夠快。

3. 那麼在用php解決這幾個問題時，是否夠用呢？

答案在我看來是否定的，為什麼這麼說呢？請聽我分別道來：

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php在處理服務穩定性時的不足

先簡單說下由php導致的服務異常原因：

1. php語法錯誤、執行時的異常都會導致500錯誤，這在使用者端瀏覽器就會顯示出白屏。

2. 在使用nginx + php-cgi這種組合提供動態web服務時，當後臺cgi程序掛掉或數量不夠用時，即會產生502錯誤；當php執行時遭遇阻塞（如連db時，db壓力過大），而在nginx中配置的超時時間到達後，通常會產生504錯誤。

這幾種異常本身都是由於php導致的，當然不能靠php去解決。

webserver如nginx提供瞭如error_page這種用於處理當服務產生異常時的後續處理機制，為了不讓使用者看到白屏或錯誤頁面，我們可以定時對正常服務時的頁面做一個快照，當遇到服務異常時，就給使用者這個歷史快照看。

但這樣做也有個侷限性：當你提供服務的頁面很多時，又或是需要根據請求的引數做一些邏輯上的處理時，顯然就很難做到了。

你也許會說，我可以寫nginx配置，讓它分析請求引數，再做相應的邏輯處理。但是這樣做的話，想想看你的nginx配置會有多麼的複雜，多麼的難以維護，而且就算你這樣做，也不能解決所有的問題。比如說我有個介面要輸出json字串，或是其它別的格式，你總不能說我再去寫個nginx擴充套件讓它支援json吧。

所以，在提高服務的穩定性方面，我們的需求是：

1. 能用到webserver提供的錯誤處理機制。

2. 能方便的處理請求引數，做需要的邏輯處理。

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php在提高使用者響應速度方面的不足

php是一個阻塞式順序執行的指令碼語言，雖然支援多程序執行，但這種模式並不適合使用在併發量很高的web服務中。

想像如果一個請求的處理過程中，你需要呼叫到多處外部資源或服務（db、rest介面），那麼你的處理速度就要依賴於這些外部服務，而且是一個一個順序處理的，它們越多，處理就越慢。

php的multi_curl可以用來併發請求這些外部的rest服務，但這樣做的話，依舊需要等全部的請求都處理完成，才能返回給使用者。換句話說，如果某個外部服務很慢，那麼使用者看到頁面開啟依舊會很慢。

也可以選擇把頁面分塊，讓慢的部分用js非同步請求載入。但這樣做的話，會增加伺服器的訪問量，每增加一塊，訪問量會增大一倍。

所以，在提高頁面的響應速度方面，我們的需求是：

1. 耗時慢的服務能夠做到非同步載入，服務端每完成一部分的計算，就讓頁面展示這部分。

2. 不能過大的增加伺服器的壓力。

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nginx-lua模組

最終，我們找到了nginx-lua?模組。這個模組會在每個nginx的worker_process中啟動一個lua直譯器，在nginx處理http請求的11個階段中，你可以在其中的多個階段用lua程式碼處理請求。

這二者的結合，給我們的web開發帶來了新的思路。下面我就來說下導航目前是如何使用它來解決問題的。

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解決服務穩定性

這裡的思路很簡單，我們會在error_page指令被執行後，用lua程式碼來接受引數，處理邏輯部分，最終會返回前端和用php處理看起來一致的內容。部分程式碼如下：

nginx_conf：

這裡大家看到，當請求出現50x錯誤時，會跳到location jump_to_error_page_api中，在這裡面，content_by_lua_file指令會在content處理階段啟動指定好的lua指令碼（這裡是error_page_api.lua）來處理請求。我們再看下lua指令碼中都做了什麼：

lua example：

這裡大家可以看到，我們可以在lua指令碼中接受請求引數，做和php一樣的邏輯，最終輸出前端需要的正確的內容。

目前這套機制我們已經用在我們這邊的一個重要使用者頁面上，目前都沒有收到使用者反饋說頁面打不開，出現錯誤頁這種，效果很是明顯。

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提高使用者頁面的響應速度

上面提到的解決響應速度的幾個需求，我們的思路是引入bigpipe的處理機制。關於bigpipe本文不做講解，大家可以自行google。這個專案目前尚處於實驗階段，但我們已經實現了一個簡單的demo:

nginx_conf：

這裡指定請求index.php會用bigpipe_index.lua處理。

lua example:

這裡在處理請求時，大致邏輯如下：

1. 首先會先吐出首屏html部分及部分html框架程式碼。

2. 接下來會啟動3個lua協程，在nginx-lua這個模組的排程下以非同步非阻塞的模式併發的來處理3個外部請求。

3. 這3個外部請求各自的延時不同，但是任何一部分處理完成，都會直接返回給前端用於展示。

通過這種方式，使用者的頁面響應速度得到了明顯的提高，體驗更好。

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結束語

正如lua官方給出的定義所說，lua很小巧，非常的適合嵌入已有的應用程式中，從而補足現有系統的一些缺憾，並擴展出新的功能。對nginx-lua模組的使用，筆者也還在研究中，但我相信更好的使用它，能為我們現有的web開發開啟一扇新的窗戶，理解更深層次的知識。

參考資料：

[1] https://www.lua.org/

[2] https://github.com/openresty/lua-nginx-module

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