Cocos2d-x3.0源码分析之跨平台适配层

下面这张图（Google图片第一张）清晰的描绘了Cocos2d-x的总体架构，一共可以跨6个平台，非常强大。再等过一个多月我就要离职去做手游项目了，当然手游主要关注Android和iOS平台，在写游戏之前这段空闲时间，正好可以梳理一下框架逻辑。

如果你刚从Android或者iOS开发转向Cocos2d-x，尤其是从Api如shit一般的Android平台解脱的同学，一定不要太激动，虽然看几个demo就可以写一些小游戏了，但还是要回过头来扎扎实实的全面学习一遍。毫无疑问最好办法就是阅读源代码，强烈建议从平台适配层代码开始入手，剥离层层代码封装，一步步进入Cocos的世界，学习框架代码如何做到与各平台代码的完美衔接，同时欣赏下这些跨平台代码设计的优雅和美妙之处，哈哈。接下来我要分析的就是衔接Android和iOS平台的Platform Layer及Adaptor部分源码，如图：

总所周知，不同移动平台客户端框架（这里不讨论桌面操作系统）中的功能模块，特性，机制非常相似，甚至接口参数基本上都存在一一映射关系，只要做过2个以上平台开发必定深有体会。

以Android和iOS为例，需要适配的有Event模块（Touch，Keyboard，Mouse，Acceleration...），窗口渲染载体（OpenGLView，Render），消息循环机制（逐帧回调），Application生命周期（Launch，Pause，Resume...），存储模块（文件，资源），声音模块等等。

适配层只占所有框架代码的一小部分，剩下的大部分由C++一套代码实现，不需要适配，这些基础模块有网络库，xml/Json解析库，cocos2d核心功能代码（引用计数内存管理机制，Ref与AutoReleasePool体系，OC风格容器，Node体系等等，cocos2d-iphone带过来的，很有特色很有味道哈哈！），标准std库，物理引擎等等。

适配层的代码由各种语言组成，分别属于各个平台，且分散在不同文件夹下面，为了清晰直观的表明所有这些类之间的关系，我画了一个类图将他们放到了一起：

可以根据不同的语言将该图分为3个部分，也可以代表3个平台，但不完全代表不同平台编译时所需要的代码，如iOS平台编译时需要左上部分Objective-C代码外加下面的C++代码，但要除去适配Android的C++代码。

新建Cocos2d-x的iOS工程中，/ios文件夹下面包含了自动生成的iOS适配代码，AppControl和RootViewControl，而Android工程中对应的则是自动生成的AppActivity，开发者无需理会任何适配（除非有特殊的调用需求）即可以开始直接编写Cocos代码了！（一般在XCode里面开发好后，再用脚本编译出Android工程，基本也不用做任何修改即可完美运行，Cocos的确是神一般的跨平台体验！）

接下来整理这些适配代码之间的调用关系，学习之后就会发现，Oh，原来如此！

对于iOS，App启动和普通应用没什么区别，

1、入口从UIApplicationDelegate中的【application: didFinishLaunchingWithOptions】开始，这里首先创建了一个GLView(iOS版本，wrap了一个CCEAGLView)，然后直接调用cocos2d::Application(iOS版)的run方法。

2、run()方法首先调用了cocos2d::Application的applicationDidFinishLaunching方法，然后是CCDirectorCaller->startMainLoop()。

int Application::run(){    if (applicationDidFinishLaunching())     {        [[CCDirectorCaller sharedDirectorCaller] startMainLoop];    }    return 0;}

3、startMainLoop()向CADisplayLink注册了一个每帧回调的selector(doCaller:)，doCaller里面则调用了cocos2d::Director的mainLoop()方法。

-(void) startMainLoop{        // Director::setAnimationInterval() is called, we should invalidate it first        [displayLink invalidate];        displayLink = nil;                displayLink = [NSClassFromString(@"CADisplayLink") displayLinkWithTarget:self selector:@selector(doCaller:)];        [displayLink setFrameInterval: self.interval];        [displayLink addToRunLoop:[NSRunLoop currentRunLoop] forMode:NSDefaultRunLoopMode];}                      -(void) doCaller: (id) sender{    cocos2d::Director* director = cocos2d::Director::getInstance();    [EAGLContext setCurrentContext: [(CCEAGLView*)director->getOpenGLView()->getEAGLView() context]];    director->mainLoop();}

4、从mainLoop()方法开始，正式进入Cocos的世界，这里做了2件事情，首先调用drawScene()，然后执行PoolManager::getInstance()->getCurrentPool()->clear(); 清理自动管理内存池。

void DisplayLinkDirector::mainLoop(){    if (_purgeDirectorInNextLoop)    {        _purgeDirectorInNextLoop = false;        purgeDirector();    }    else if (! _invalid)    {        drawScene();             // release the objects        PoolManager::getInstance()->getCurrentPool()->clear();    }}

5、drawScene()里面依次执行下列逻辑（代码实在太清晰了），计算每帧时间，_scheduler->update一次（scheduler里面包括了Action，Selector，Timer等）,EventDispatcher派发beforeVisit事件，绘制当前帧，EventDispatcher派发afterVisit事件，绘制NotificationNode，执行Render指令栈（3.0优化），EventDispatcher派发afterDraw事件，交换OpenGLView双缓冲(Android里面啥也没干...晕)。

// Draw the Scenevoid Director::drawScene(){    // calculate "global" dt    calculateDeltaTime();    if (_openGLView)    {        _openGLView->pollInputEvents();    }    //tick before glClear: issue #533    if (! _paused)    {        _scheduler->update(_deltaTime);        _eventDispatcher->dispatchEvent(_eventAfterUpdate);    }    ...    // draw the scene    if (_runningScene)    {        _runningScene->visit(_renderer, identity, false);        _eventDispatcher->dispatchEvent(_eventAfterVisit);    }    // draw the notifications node    if (_notificationNode)    {        _notificationNode->visit(_renderer, identity, false);    }    if (_displayStats)    {        showStats();    }    _renderer->render();    _eventDispatcher->dispatchEvent(_eventAfterDraw);    kmGLPopMatrix();    _totalFrames++;    // swap buffers    if (_openGLView)    {        _openGLView->swapBuffers();    }    if (_displayStats)    {        calculateMPF();    }}

注意这里的Event派发只是Cocos体系内的CustomEvent，系统的Event派发并没有在Cocos的逐帧回调中执行(除非是没有提供消息回调的平台，如按需实现GLViewProtocol的pollInputEvents()方法，Android和iOS并不需要)，而使用平台系统的消息循环队列，可以理解为系统Event派发与逐帧回调的执行是排队分先后的。看到这里，Cocos2d框架的运行逻辑已经非常清晰，程序启动后就可以循环绘制起来了，事件派发也搞定!

不得不提的是Cocos的Notification实现通过Callback同步调用，和iOS里面发送同步消息的NSNotificationCenter（Each process has a default notification center that you access with the NSNotificationCenter +defaultCenter ）类似，而iOS里面发送异步消息的NSNotificationQueue(Every thread has a default notification queue, which is associated with the default notification center for the process.)则与Android中的Handler&MessageLoop机制类似。

Cocos编程主要集中在主线程，编程模型其实非常简单，此外框架还提供了很多的单例类，访问非常方便，而为了效率大多实现都没考虑线程安全。

对于Android，

1、启动后进入AppActivity的初始化，在基类Cocos2dxActivity的onCreate里面调用init().

@Overrideprotected void onCreate(final Bundle savedInstanceState) {super.onCreate(savedInstanceState);...    this.init();}

2、init()中创建一个Cocos2dxGLSurfaceView，同时创建Coco2dxRender。

public void init() {    // FrameLayout        ViewGroup.LayoutParams framelayout_params =            new ViewGroup.LayoutParams(ViewGroup.LayoutParams.MATCH_PARENT,                                       ViewGroup.LayoutParams.MATCH_PARENT);        FrameLayout framelayout = new FrameLayout(this);        framelayout.setLayoutParams(framelayout_params);        ...        // Cocos2dxGLSurfaceView        this.mGLSurfaceView = this.onCreateView();        // ...add to FrameLayout        framelayout.addView(this.mGLSurfaceView);        ...        this.mGLSurfaceView.setCocos2dxRenderer(new Cocos2dxRenderer());        this.mGLSurfaceView.setCocos2dxEditText(edittext);        // Set framelayout as the content viewsetContentView(framelayout);}

3、在Cocos2dxRender的重载方法onSurfaceCreated中调用了nativeInit()方法。

@Overridepublic void onSurfaceCreated(final GL10 pGL10, final EGLConfig pEGLConfig) {Cocos2dxRenderer.nativeInit(this.mScreenWidth, this.mScreenHeight);this.mLastTickInNanoSeconds = System.nanoTime();}private static native void nativeInit(final int pWidth, final int pHeight);

4、nativeInit()方法中创建了GLView(Android版本)，然后调用cocos2d::Application(Android版)的run()方法。

void Java_org_cocos2dx_lib_Cocos2dxRenderer_nativeInit(JNIEnv*  env, jobject thiz, jint w, jint h){    auto director = cocos2d::Director::getInstance();    auto glview = director->getOpenGLView();    if (!glview)    {        glview = cocos2d::GLView::create("Android app");        glview->setFrameSize(w, h);        director->setOpenGLView(glview);        cocos_android_app_init(env, thiz);        cocos2d::Application::getInstance()->run();    }    else    {       ...    }}

5、run()方法直接调用了cocos2d::Application的applicationDidFinishLaunching方法。

int Application::run(){    // Initialize instance and cocos2d.    if (! applicationDidFinishLaunching())    {        return 0;    }        return -1;}

6、上面才刚刚初始化完成，而Android的逐帧回调和iOS不一样，逐帧回调从Coco2dxRender的onDrawFrame（系统自己的逐帧回调，因此也没法精确控制帧率）开始， 调用nativeRender().

@Overridepublic void onDrawFrame(final GL10 gl) {...// should render a frame when onDrawFrame() is called or there is a// "ghost"Cocos2dxRenderer.nativeRender();...}

7、nativeRender()里面调用cocos2d::Director->mainLoop()，等同于上面的第4步，进入Cocos的世界，之后的逻辑几乎完全一样，不过Android版GLView基本是个空壳，双缓冲神马的更没有，不知道SurfaceView里面有没有实现了。

JNIEXPORT void JNICALL Java_org_cocos2dx_lib_Cocos2dxRenderer_nativeRender(JNIEnv* env) {        cocos2d::Director::getInstance()->mainLoop();    }

上面分析包含了App的初始化回调，渲染载体，逐帧回调方法，系统Event派发机制，至于其它的模块，生命周期方法调用等方式类似，以后在分析吧。