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来源：互联网发布：php实现字符串反转编辑：程序博客网时间：2024/06/17 16:15

Cocos2d-x内存管理 -- 绕不过去的坎

作者：Tony Bai

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：

class CC_DLL CCObject : public CCCopying{public:   … …protected:    // count of references    unsigned int        m_uReference;    // count of autorelease    unsigned int        m_uAutoReleaseCount;public:    void release(void);    void retain(void);    CCObject* autorelease(void);    … ….}CCObject::CCObject(void): m_nLuaID(0), m_uReference(1) // when the object is created, the reference count of it is 1, m_uAutoReleaseCount(0){  … …}void CCObject::release(void){    CCAssert(m_uReference > 0, "reference count should greater than 0");    –m_uReference;    if (m_uReference == 0)    {        delete this;    }}void CCObject::retain(void){    CCAssert(m_uReference > 0, "reference count should greater than 0");    ++m_uReference;}CCObject* CCObject::autorelease(void){    CCPoolManager::sharedPoolManager()->addObject(this);    return this;}

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：

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：

CCDirector* CCDirector::sharedDirector(void){    if (!s_SharedDirector)    {        s_SharedDirector = new CCDisplayLinkDirector();        s_SharedDirector->init();    }     return s_SharedDirector;} void CCDirector::purgeDirector(){    … …    // delete CCDirector    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

CCYourClass *CCYourClass::create(){    CCYourClass*pRet = new CCYourClass();    if (pRet && pRet->init())    {        pRet->autorelease();        return pRet;    }    else    {        CC_SAFE_DELETE(pRet);        return 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：

CCObject* CCObject::autorelease(void){    CCPoolManager::sharedPoolManager()->addObject(this);    return this;}

追溯addObject方法：

// cocoa/CCAutoreleasePool.cpp void CCPoolManager::addObject(CCObject* pObject){    getCurReleasePool()->addObject(pObject);} void CCAutoreleasePool::addObject(CCObject* pObject){    m_pManagedObjectArray->addObject(pObject);     CCAssert(pObject->m_uReference > 1, "reference count should be greater than 1");    ++(pObject->m_uAutoReleaseCount);    pObject->release(); // no ref count, in this case autorelease pool added.} // cocoa/CCArray.cppvoid CCArray::addObject(CCObject* object)                                                                                                   {                                                                                                                                              ccArrayAppendObjectWithResize(data, object);                             }   // support/data_support/ccCArray.cppvoid ccArrayAppendObjectWithResize(ccArray *arr, CCObject* object)                                                                          {                                                                                                                       ccArrayEnsureExtraCapacity(arr, 1);                                                                  ccArrayAppendObject(arr, object);                                         } void ccArrayAppendObject(ccArray *arr, CCObject* object){    CCAssert(object != NULL, "Invalid parameter!");    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：

CCYourClass*pRet = new 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：

void CCDisplayLinkDirector::mainLoop(void){    if (m_bPurgeDirecotorInNextLoop)    {        m_bPurgeDirecotorInNextLoop = false;        purgeDirector();    }    else if (! m_bInvalid)     {         drawScene();          // release the objects         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。

void CCPoolManager::pop(){    if (! m_pCurReleasePool)    {        return;    }      int nCount = m_pReleasePoolStack->count();     m_pCurReleasePool->clear();       if(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()。

void CCAutoreleasePool::clear(){    if(m_pManagedObjectArray->count() > 0)    {        CCObject* pObj = NULL;        CCARRAY_FOREACH_REVERSE(m_pManagedObjectArray, pObj)        {            if(!pObj)                break;             –(pObj->m_uAutoReleaseCount);        }         m_pManagedObjectArray->removeAllObjects();    }} void CCArray::removeAllObjects()     {       ccArrayRemoveAllObjects(data);                    } void 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：

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：

//hellocpp/jni/hellocpp/main.cppJava_org_cocos2dx_lib_Cocos2dxRenderer_nativeInit {        //这里CCDirector第一次被创建    if (!CCDirector::sharedDirector()->getOpenGLView())    {        CCEGLView *view = CCEGLView::sharedOpenGLView();        view->setFrameSize(w, h);         AppDelegate *pAppDelegate = new AppDelegate();        CCApplication::sharedApplication()->run();    }}    CCDirector* CCDirector::sharedDirector(void){    if (!s_SharedDirector)    {        s_SharedDirector = new CCDisplayLinkDirector();        s_SharedDirector->init();      }     return s_SharedDirector;} bool CCDirector::init(void){    setDefaultValues();     … …     // create autorelease pool    CCPoolManager::sharedPoolManager()->push();     return 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：

//HelloWorldScene.cppbool HelloWorld::init() {     …. ….    // add "HelloWorld" splash screen"    CCSprite* pSprite = CCSprite::create("HelloWorld.png");     // position the sprite on the center of the screen    pSprite->setPosition(ccp(visibleSize.width/2 + origin.x, visibleSize.height/2 + origin.y));     // add the sprite as a child to this layer    this->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：

//  cocos2dx/base_nodes/CCNode.cppvoid CCNode::addChild(CCNode *child, int zOrder, int tag){    … …    if( ! m_pChildren )    {        this->childrenAlloc();    }     this->insertChild(child, zOrder);     … …} void CCNode::insertChild(CCNode* child, int z){    m_bReorderChildDirty = true;    ccArrayAppendObjectWithResize(m_pChildren->data, child);    child->_setZOrder(z);} void ccArrayAppendObjectWithResize(ccArray *arr, CCObject* object){    ccArrayEnsureExtraCapacity(arr, 1);    ccArrayAppendObject(arr, object);} void ccArrayAppendObject(ccArray *arr, CCObject* object){    CCAssert(object != NULL, "Invalid parameter!");    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。

来源网址：http://tonybai.com/2014/03/18/cocos2dx-memory-management/?utm_source=rss&utm_medium=rss&utm_campaign=cocos2dx-memory-management

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