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Cocos2d-x内存管理

发布时间:2020-12-14 20:11:07 所属栏目:百科 来源:网络整理
导读:Cocos2d-x引擎的核心是用C++编写的,那对于所有使用该引擎的游戏开发人员来说,内存管理是一道绕不过去的坎。 关于Cocos2d-x内存管理,网上已经有了许多参考资料,有些资料写的颇为详实,因为在内存管理这块我不想多费笔墨,只是更多的将思路描述清 楚。 一

Cocos2d-x引擎的核心是用C++编写的,那对于所有使用该引擎的游戏开发人员来说,内存管理是一道绕不过去的坎。


关于Cocos2d-x内存管理,网上已经有了许多参考资料,有些资料写的颇为详实,因为在内存管理这块我不想多费笔墨,只是更多的将思路描述清 楚。

一、对象内存引用计数

Cocos2d-x内存管理的基本原理就是对象内存引用计数,Cocos2d-x将内存引用计数的实现放在了顶层父类CCObject中,这里将涉及引用计数的CCObject的成员和方法摘录出来:

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class CC_DLLCCObject: public CCCopying
{
:
……
protected :
//countofreferences
unsigned int m_uReference;
//countofautorelease
m_uAutoReleaseCount;
:
void release( );
retain( );
CCObject*autorelease( );
…….
}
CCObject::CCObject( )
:m_nLuaID(0)
,m_uReference(1) //whentheobjectiscreated,thereferencecountofitis1
{
……
}
CCObject::release( )
{
CCAssert(m_uReference>0, "referencecountshouldgreaterthan0" );
–m_uReference;
if (m_uReference==0)
{
delete this ;
}
}
CCObject::retain( )
{
);
++m_uReference;
}
CCObject*CCObject::autorelease( )
{
CCPoolManager::sharedPoolManager()->addObject( );
return ;
}

先不考虑autorelease与m_uAutoReleaseCount(后续细说)。计数的核心字段是m_uReference,可以看到:

  • 当一个Object初始化(被new出来时),m_uReference = 1;

  • 当调用该Object的retain方法时,m_uReference++;

  • 当调用该Object的release方法时,m_uReference–,若m_uReference减后为0,则delete该Object。

二、手工对象内存管理

在上述对象内存引用计数的原理下,我们得出以下Cocos2d-x下手工对象内存管理的基本模式:

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CCObject*obj= new CCObject();
obj->init();
….…
obj->release();

在Cocos2d-x中CCDirector就是一个手工内存管理的典型:

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CCDirector*CCDirector::sharedDirector( )
{
(!s_SharedDirector)
{
s_SharedDirector= CCDisplayLinkDirector();
s_SharedDirector->init();
}
return s_SharedDirector;
}
CCDirector::purgeDirector()
{
……
//deleteCCDirector
release();
三、自动对象内存管理

所谓的“自动对象内存管理”,指的就是哪些不再需要的object将由Cocos2d-x引擎替你释放掉,而无需你手工再调用Release方法。

自动对象内存管理显然也要遵循内存引用计数规则,只有当object的计数变为0时,才会释放掉对象的内存。

自动对象内存管理的典型模式如下:

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CCYourClass*CCYourClass::create()
CCYourClass*pRet= CCYourClass();
(pRet&&pRet->init())
{
pRet->autorelease();
pRet;
}
else
{
CC_SAFE_DELETE(pRet);
NULL;
}
一般我们通过一个单例模式创建对象,与手工模式不同的地方在于init后多了一个autorelease调用。这里再把autorelease调用的实现摘录一遍:

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);
;
追溯addObject方法:

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//cocoa/CCAutoreleasePool.cpp
CCPoolManager::addObject(CCObject*pObject)
getCurReleasePool()->addObject(pObject);
}
CCAutoreleasePool::addObject(CCObject*pObject)
{
m_pManagedObjectArray->addObject(pObject);
CCAssert(pObject->m_uReference>1,monospace!important; font-size:1em!important; min-height:inherit!important; color:blue!important; background:none!important">"referencecountshouldbegreaterthan1" ++(pObject->m_uAutoReleaseCount);
pObject->release(); //norefcount,inthiscaseautoreleasepooladded.
}
//cocoa/CCArray.cpp
CCArray::addObject(CCObject*object)
{
ccArrayAppendObjectWithResize(data,object);
}
//support/data_support/ccCArray.cpp
ccArrayAppendObjectWithResize(ccArray*arr,CCObject*object)
{
ccArrayEnsureExtraCapacity(arr,1);
ccArrayAppendObject(arr,object);
}
ccArrayAppendObject(ccArray*arr,CCObject*object)
CCAssert(object!=NULL,monospace!important; font-size:1em!important; min-height:inherit!important; color:blue!important; background:none!important">"Invalidparameter!" );
object->retain();
arr->arr[arr->num]=object;
arr->num++;
调用层次挺深,涉及的类也众多,这里归纳总结一下。

Cocos2d-x的自动对象内存管理基于对象引用计数以及CCAutoreleasePool(自动释放池)。引用计数前面已经说过了,这里单说自动释放池。Cocos2d-x关于自动对象内存管理的基本类层次结构如下:

CCPoolManager类 (自动释放池管理器)

– CCArray* m_pReleasePoolStack; (自动释放池栈,存放CCAutoreleasePool类实例)

CCAutoreleasePool类

– CCArray* m_pManagedObjectArray; (受管对象数组)

CCObject关于内存计数以及自动管理有两个字段:m_uReference和m_uAutoReleaseCount。前面在手工管理模式下,我只提及了m_uReference,是m_uAutoReleaseCount该亮相的时候了。我们沿着自动释放对象的创建步骤来看看不同阶段,这两个重要字段的值都是啥,代表的是啥含义:

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CCYourClass();m_uReference=1;m_uAutoReleaseCount=0;
pRet->init();m_uReference=1;m_uAutoReleaseCount=0;
pRet->autorelease();
m_pManagedObjectArray->addObject(pObject);m_uReference=2;m_uAutoReleaseCount=0;
++(pObject->m_uAutoReleaseCount);m_uReference=2;m_uAutoReleaseCount=1;
pObject->release();m_uReference=1;m_uAutoReleaseCount=1;

在调用autorelease之前,两个值与手工模式并无差别,在autorelease后,m_uReference值没有变,但m_uAutoReleaseCount被加1。

m_uAutoReleaseCount这个字段的名字很容易让人误解,以为是个计数器,但实际上绝大多数时刻它是一个标识的角色,以前版本代码中有一个布尔字段m_bManaged,似乎后来被m_uAutoReleaseCount替换掉了,因此m_uAutoReleaseCount兼有m_bManaged的含义, 也就是说该object是否在自动释放池的控制之下,如果在自动释放池的控制下,自动释放池会定期调用该object的release方法,直到该 object内存计数降为0,被真正释放。否则该object不能被自动释放池自动释放内寸,需手工release。这个理解非常重要,再后面我们能用到 这个理解。

四、自动释放时机

通过autorelease我们已经将object放入autoreleasePool中,那究竟何时对象会被释放呢?答案是每帧执行一次自动内存对象释放操作。

整个Cocos2d-x引擎的驱动机制在于GLThread的guardedRun函数,后者会 “死循环”式(实际帧绘制频率受到屏幕vertsym信号的影响)的调用Render的onDrawFrame方法实现,而最终程序会进入 CCDirector::mainLoop方法中,也就是说mainLoop的执行频率是每帧一次。我们再来看看mainLoop的实现:

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CCDisplayLinkDirector::mainLoop( (m_bPurgeDirecotorInNextLoop)
m_bPurgeDirecotorInNextLoop= false ;
purgeDirector();
}
else (!m_bInvalid)
drawScene();
//releasetheobjects
CCPoolManager::sharedPoolManager()->pop();
}
这次我们要关注的不是drawScene,而是 CCPoolManager::sharedPoolManager()->pop(),显然在游戏未退出 (m_bPurgeDirecotorInNextLoop决定)的条件下,CCPoolManager的pop方法每帧执行一次,这就是自动释放池执行 的起点。

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CCPoolManager::pop()
(!m_pCurReleasePool)
}
nCount=m_pReleasePoolStack->count();
m_pCurReleasePool->clear();
(nCount>1)
m_pReleasePoolStack->removeObjectAtIndex(nCount-1);
m_pCurReleasePool=(CCAutoreleasePool*)m_pReleasePoolStack->objectAtIndex(nCount–2);
}
真正释放对象的方法是m_pCurReleasePool->clear()。

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CCAutoreleasePool::clear()
(m_pManagedObjectArray->count()>0)
CCObject*pObj=NULL;
CCARRAY_FOREACH_REVERSE(m_pManagedObjectArray,pObj)
{
(!pObj)
break ;
–(pObj->m_uAutoReleaseCount);
}
m_pManagedObjectArray->removeAllObjects();
}
}
CCArray::removeAllObjects()
ccArrayRemoveAllObjects(data);
}
ccArrayRemoveAllObjects(ccArray*arr)
{
while (arr->num>0)
(arr->arr[--arr->num])->release();
}
不出预料,当前自动释放池遍历每个“受控制”Object,–m_uAutoReleaseCount,并调用该object的release方法。

我们接着按释放流程来看看m_uAutoReleaseCount和m_uReference值的变化:

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CCPoolManager::sharedPoolManager()->pop();m_uReference=0;m_uAutoReleaseCount=0;

五、自动释放池的初始化

自动释放池本身是何时出现的呢?回顾一下Cocos2d-x引擎的初始化过程(android版),引擎初始化实在Render的onSurfaceCreated方法中进行的,我们不难追踪到以下代码:

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//hellocpp/jni/hellocpp/main.cpp
Java_org_cocos2dx_lib_Cocos2dxRenderer_nativeInit{
//这里CCDirector第一次被创建
(!CCDirector::sharedDirector()->getOpenGLView())
{
CCEGLView*view=CCEGLView::sharedOpenGLView();
view->setFrameSize(w,h);
AppDelegate*pAppDelegate= AppDelegate();
CCApplication::sharedApplication()->run();
}
}
)
{
(!s_SharedDirector)
{
CCDisplayLinkDirector();
s_SharedDirector->init();
}
s_SharedDirector;
}
bool CCDirector::init( )
{
setDefaultValues();
……
//createautoreleasepool
CCPoolManager::sharedPoolManager()->push();
true ;
六、探寻Cocos2d-x内核对象的自动化内存释放

前面我们基本了解了Cocos2D-x的自动化内存释放原理。如果你之前翻看过一些Cocos2d-x的内核源码,你会发现很多内核对象都是通过单例模式create出来的,也就是说都使用了autorelease将自己放入自动化内存释放池中被管理。

比如我们在HelloCpp中看到过这样的代码:

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//HelloWorldScene.cpp
HelloWorld::init(){
….….
//add"HelloWorld"splashscreen"
CCSprite*pSprite=CCSprite::create( "HelloWorld.png" );
//positionthespriteonthecenterofthescreen
pSprite->setPosition(ccp(visibleSize.width/2+origin.x,visibleSize.height/2+origin.y));
//addthespriteasachildtothislayer
->addChild(pSprite,0);
……
CCSprite采用自动化内存管理模式create object(cocos2dx/sprite_nodes/CCSprite.cpp),之后将自己加入到HelloWorld这个CCLayer实例 中。按照上面的分析,create结束后,CCSprite object的m_uReference = 1; m_uAutoReleaseCount = 1。一旦如此,那么在下一帧时,该object就会被CCPoolManager释放掉。但我们在屏幕上依旧可以看到该Sprite的存在,这是怎么回事呢?

问题的关键就在this->addChild(pSprite,0)这行代码中。addChild方法实现在CCLayer的父类CCNode中:

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//cocos2dx/base_nodes/CCNode.cpp
CCNode::addChild(CCNode*child, zOrder,monospace!important; font-size:1em!important; min-height:inherit!important; background:none!important">tag)
{
……
(!m_pChildren)
->childrenAlloc();
}
->insertChild(child,zOrder);
}
CCNode::insertChild(CCNode*child,monospace!important; font-size:1em!important; min-height:inherit!important; background:none!important">z)
m_bReorderChildDirty= ;
ccArrayAppendObjectWithResize(m_pChildren->data,child);
child->_setZOrder(z);
}
{
}
{
);
object->retain();
arr->arr[arr->num]=object;
arr->num++;
又是一系列方法调用,最终我们来到了ccArrayAppendObject方法中,看到了陌生而又眼熟的retain方法调用。

在本文开始我们介绍CCObject时,我们知道retain是CCObject的一个方法,用于增加m_uReference计数。而实际上retain还隐含着“保留”这层意思。

在完成this->addChild(pSprite,0)调用后,CSprite object的m_uReference = 2; m_uAutoReleaseCount = 1,这很关键。

我们在脑子里再过一下自动释放池释放object的过程:–m_uReference,–m_uAutoReleaseCount。一帧之后,两个值变成了m_uReference = 1; m_uAutoReleaseCount = 0。还记得前面说过的m_uAutoReleaseCount的另外一个非计数含义么,那就是表示该object是否“受控”,现在值为0,显然不再受自动释放池的控制了,后续即便再执行100次内存自动释放,也不会影响到该object的存活。

后续要想释放这个“精灵”,我们还是需要手工调用release,或再调用其autorelease方法

(编辑:李大同)

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