在 Lua 语言中，全局变量并不一定非得是真正全局的。 Lua 语言甚至根本没有全局变量。由于我们在平时不断地使用全局变量，所以一开始听上去这可能很诡异。 Lua 语言竭尽全力地让程序员具有全局变量存在的幻觉。现在，让我们看看 Lua 语言是如何构建这种幻觉的。
提示
这种机制是 Lua5.1 和 Lua5.2 之间改变最大的部分，接下来的讨论基本都不适用与 Lua5.1 。
首先，让我们忘掉全局变量而从自由名称的概念开始讨论。一个自有名称是指没有关联到显式声明上的名称，即它不出现在对应局部变量的范围内。例如，在下面的代码中， x 和 y 是自由名称，而 z 则不是：
local z = 10 x = y + z
接下来就到了关键的部分： Lua 语言编译器将代码段中的所有自由名称 x 转换为 _ENV.x 。因此，此前的代码段完全等价于：
local z = 10 _ENV.x = _ENV.y + z
但是这里新出现的 _ENV 变量由究竟是什么呢？
我们刚刚才说过， Lua 语言中没有全局变量。因此 _ENV 不可能是全局变量。在这里，编译器实际上又进行了一次巧妙的工作。 Lua 语言把所有的代码段都当做匿名函数。所以， Lua 语言编译器实际上将原来的代码段编译为如下形式：
local _ENV = some value (某些值) return function (...) local z = 10 _ENV.x = _ENV.y + z end
也就是说， Lua 语言是在一个名为 _ENV 的预定义上值（一个外部的局部变量， upvalue ）存在的情况下编译所有的代码段的。因此，所有的变量要么是绑定到了一个名称的局部变量，要么是 _ENV 中的一个字段，而 _ENV 本身是一个局部变量（一个上值）。
_ENV 的初始值可以是任意的表（实际上也不用一定是表）。任何一个这样的表都被称为一个环境。为了维护全局变量存在的幻觉， Lua 语言在内部维护了一个表用来做全局环境。通常，当加载一段代码时，函数 load 会使用预定义的上值来初始化全局环境。因此，原始的代码等价于：
local _ENV = the global environment （全局环境） return function (...) local z = 10 _ENV.x = _ENV.y + z end
上述赋值的结果是，全局环境中的字段 x 得到全局环境中字段 y 加 10 的结果。
咋一看，这可能像是操作全局变量的一种相当拐弯抹角的方式。但是，这种方式比那些更简单的实现方法具有更多的灵活性。
我们先总结一下 Lua 语言中处理全局变量的方式：
- 编译器在编译所有代码段前，在外层创建局部变量
_ENV - 编译器将所有自由名称
var变换为_ENV.var - 函数
load或函数loadfile使用全局环境初始化代码段的第一个上值，即Lua语言内部维护的一个普通表。
实际上，这也不是太复杂。
有些人由于试图从这些规则中引申出额外的“魔法”而感到困惑，其实，这些规则并没有额外的定义。尤其是，前两条规则完全是由编译器进行的。除了是编译器预先定义的， _ENV 只是一个单纯的普通变量。抛开编译器，名称 _ENV 对于 Lua 语言来说根本没有特殊含义。类似的，从 x 到 _ENV.x 的转换是纯粹的语法转换，没有隐藏的含义。尤其是，在转换后，按照标准的可见性规则， _ENV 引用的是其所在位置所有可见的 _ENV 变量。
提示
Lua 语言将 _ENV 用于错误信息，以便与能够像报告涉及 global x 的一个错误一样报告涉及变量 _ENV.x 的错误。
