函数是任何语言设计里都不可或缺的一环，因为代码的执行几乎完全是依附在函数body里来完成的。本文主要从lua函数的C源码实现机制着手，来介绍lua函数的设计和实现特点。

本篇文章是Lua设计与实现专栏的第5篇，由于《Lua设计与实现》一书中，并没有对函数的实现做过多的阐述，因此本文主要是我自己根据lua5.3源码进行的一些总结，表述如有不当之处还望不吝指出。

1. 函数闭包

首先，所有的lua函数，都是一个函数闭包。函数闭包是目前主流语言几乎都支持的一个机制，它指的是一个内部结构，该结构存储了函数本身以及一个在词法上包围该函数的环境，该环境包含了函数外围作用域的局部变量，通常这些局部变量又称作upvalue。关于函数闭包的详情，可以参考维基百科的解释：https://en.wikipedia.org/wiki/Closure_(computer_programming)。

下图是lua5.3中函数闭包的定义：

可以看出lua中的函数闭包，分为了CClosure和LClosure两种类型，任意lua的函数调用栈中的函数，无非也就是这两种类型。其中CClosure是指使用Lua提供的lua_pushcclosure这个C Api加入到虚拟栈中的C函数，它是对LClosure的一种C模拟，因此本文主要着重讲解最纯粹的lua函数实现，也就是LClosure。

2. LClosure

2.1 LClosure结构

从第1节中的图中可以看出，LClosure主要由3部分构成：

• ClosureHeader：跟GC相关的结构，因为函数与是参与GC的。
• upvals：函数的upvalue指针列表，记录了该函数引用的所有upvals。正是由于该字段的存在，导致函数对upvalue的访问要快于从全局表_G中向下查找。函数对upvalue的访问，一般就2个步骤：(1)从closure的upvals数组中按索引号取出upvalue。(2)将upvalue加到luastate的stack中。源码如下