发布于 Dec 9, 2020 更新于 Jul 26, 2022

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预编译 Lua 模块到 LuaJIT 字节码中以加快 OpenResty 启动速度

章亦春

本教程演示了如何将 Lua 模块预编译成 LuaJIT 字节码。这可以帮助减少 OpenResty 应用程序的启动时间。

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

这里我们将使用一个大的 Lua 模块文件 pkg-stap.lua。它是由我们的 opslang 编译器生成的。

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

我们可以看到，这个 Lua 模块是 1.6MB。

让我们尝试用 resty 工具加载这个 Lua 模块。

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

一共需要 23 毫秒。

让我们检查一下运行一个空的 Lua 程序的原始开销。

time resty -e ''

大约是 11 毫秒。所以加载模块本身大约需要 12 毫秒。

让我们尝试将 Lua 模块预编译成 LuaJIT 字节码。

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

这里我们使用 OpenResty 的 luajit 程序。

它生成一个 LuaJIT 字节码文件，文件扩展名为 .ljbc。

ls -lh *.ljbc

看到字节码文件也小了 50%以上，很有意思!

然后再尝试用 resty 加载。

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

总共只有 13 毫秒!

现在几乎就像加载一个空的 Lua 程序一样!只多了 2 毫秒。

time resty -e ''

当加载一个模块时，resty”工具总是试图在“.lua ”文件之前加载一个“.ljbc ”文件。

让我们看看如何让它在 OpenResty 服务器上工作。

mkdir conf logs lua

将我们的 Lua 模块文件复制到 lua/ 子目录下。

mv *.lua *.ljbc lua/
tree .

写一个简单的 nginx 配置文件，conf/nginx.conf。我们做如下编辑。

启用单个 nginx 工作进程。
使用 1024 个每工作进程的连接。
在 lua_package_path 指令中，重要的是要在 .lua 文件之前尝试 .ljbc 文件。你也可以尝试只保留 .ljbc 文件来确定。
在“init_by_lua_block”中，我们预先加载了我们的模块，这样任何模块加载失败都可以在服务器启动时被发现。这也导致了更快的首次请求和更小的内存占用，这是因为 COW 的优化。

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"; }
    }
}

检查目录树。

tree .

看起来不错！

尝试使用 -t 选项测试服务器配置。

time openresty -p $PWD/ -t

启动它。

time openresty -p $PWD/

约 7 毫秒。

尝试删除 LuaJIT 字节码文件。

rm lua/*.ljbc

停止服务器。

kill -QUIT `cat logs/nginx.pid`

再次启动服务器。

time openresty -p $PWD/

这次是 17 毫秒！我们可以通过加载 Lua 源文件看到它也慢了 10 毫秒。

最后，也可以尝试删除 Lua 源文件。

rm lua/*.lua

停止服务器并重新启动它。

time openresty -p $PWD/

这一次，我们得到了一个预期的错误，因为两个版本的模块都不见了。

对于小的 Lua 模块文件，加载它们的源代码已经非常快了。

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

预编译一个小的 Lua 模块文件不会有太大的帮助。

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

确实不多。但如果你有很多小模块要加载，节省的时间会很快积累起来。如果你喜欢这个教程，请订阅这个博客网站和我们的 YouTube 频道或 B 站频道。谢谢！

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关于作者

章亦春是开源 OpenResty^® 项目创始人兼 OpenResty Inc. 公司 CEO 和创始人。

章亦春（Github ID:agentzh），出生于中国江苏，现定居美国硅谷。他是中国早期开源技术和文化的倡导者和领军人物，曾供职于多家国际知名的高科技企业，如 Cloudflare、Yahoo!、Alibaba, 是 “边缘计算“、”动态追踪 “和 “机器编程 “的先驱，拥有超过 22 年的编程及 16 年的开源经验。作为拥有超过 4000 万全球域名用户的开源项目的领导者，章亦春被许多业内开发者描述为开源领域的“传奇“。他基于其 OpenResty^® 开源项目打造的高科技企业 OpenResty Inc. 位于美国硅谷中心。其主打的三个产品 OpenResty XRay（利用动态追踪技术的非侵入式的故障剖析和排除工具）、OpenResty Edge（最适合微服务和分布式流量的全能型网关软件）以及 OpenResty Plus（加强版 Web 应用服务器），广受全球数十家上市及大型企业青睐。在 OpenResty 以外，章亦春为多个开源项目贡献了累计超过百万行代码，其中包括，Linux 内核、Nginx、LuaJIT、GDB、SystemTap、LLVM、Perl 等，并编写过 60 多个开源软件库。