【Cocos2d-x 3.x】内存管理机制与源码分析
来源:互联网 发布:先知者软件 编辑:程序博客网 时间:2024/05/21 11:05
侯捷先生说过这么一句话 : 源码之前,了无秘密。 要了解Cocos2d-x的内存管理机制,就得阅读源码。
接触Cocos2d-x时, Cocos2d-x的最新版本已经到了3.2的时代,在学习Cocos2d-x 3.x的时,经常会写点很小的例子,比如创建一个精灵Sprite, 然后设计精灵的动作Action等等,或者添加图层Layer并设置相应属性等等。在创建这些元素的时候,都会先进行这样的操作 :
cocos2d::Sprite*m_sprite = cocos2d::Sprite::create("Picture_name.png");cocos2d::Layer* m_layer=cocos2d::Layer::create();
在cocos2d-x 3.0之后加入了C++11的内容,于是m_sprite和m_layer的类型就可以这样写了 :
autom_sprite = cocos2d::Sprite::create("Picture_name.png");auto m_layer=cocos2d::Layer::create();
当然这些都不是重点, 重点的是这些直接或间接继承Node的类(Node继承自Ref)在创建的时候都使用create() 成员函数来创建, 看看create()的源码 :
Node * Node::create(){ Node * ret = new (std::nothrow) Node(); if (ret && ret->init()) { ret->autorelease(); // 重点在这里 } else { CC_SAFE_DELETE(ret); } return ret;}
在create一个对象时, 会调用一个autorelease()函数, 继续跟进 :
Ref* Ref::autorelease(){ PoolManager::getInstance()->getCurrentPool()->addObject(this); return this;}
原来是将新创建好的这个添加到当前的管理池中,而addObject实际上是Ref类的函数,Ref中有个存放Ref* 类型的vector,将新创建的对象添加到vector之中。
PoolManager::getInstance()->getCurrentPool()->addObject(this)这行代码中,涉及到了三个类 : PoolManager, AutoreleasePool和Ref类。实际上, Cocos2d-x的内存管理机制就是和这三个类息息相关的,分别来看下源码 :
先看Ref类:
// CCRef.cppRef::Ref(): _referenceCount(1) // 新创建一个Ref,将引用计数初始化为 1{#if CC_ENABLE_SCRIPT_BINDING static unsigned int uObjectCount = 0; _luaID = 0; _ID = ++uObjectCount; _scriptObject = nullptr;#endif #if CC_REF_LEAK_DETECTION trackRef(this);#endif}Ref::~Ref(){#if CC_ENABLE_SCRIPT_BINDING // if the object is referenced by Lua engine, remove it if (_luaID) { ScriptEngineManager::getInstance()->getScriptEngine()->removeScriptObjectByObject(this); } else { ScriptEngineProtocol* pEngine = ScriptEngineManager::getInstance()->getScriptEngine(); if (pEngine != nullptr && pEngine->getScriptType() == kScriptTypeJavascript) { pEngine->removeScriptObjectByObject(this); } }#endif#if CC_REF_LEAK_DETECTION if (_referenceCount != 0) untrackRef(this);#endif}// retain函数将引用计数值增加 1void Ref::retain(){ CCASSERT(_referenceCount > 0, "reference count should be greater than 0"); ++_referenceCount;}// release函数将引用计数值减少 1void Ref::release(){ CCASSERT(_referenceCount > 0, "reference count should be greater than 0"); --_referenceCount; // 如果引用计数等于0, 如果此时自动管理池仍然在清理该对象,则直接报错(assert) if (_referenceCount == 0) {#if defined(COCOS2D_DEBUG) && (COCOS2D_DEBUG > 0) auto poolManager = PoolManager::getInstance(); if (!poolManager->getCurrentPool()->isClearing() && poolManager->isObjectInPools(this)) { CCASSERT(false, "The reference shouldn't be 0 because it is still in autorelease pool."); }#endif#if CC_REF_LEAK_DETECTION untrackRef(this);#endif delete this; }}// 将此对象交个自动管理池来管理Ref* Ref::autorelease(){ PoolManager::getInstance()->getCurrentPool()->addObject(this); return this;}unsigned int Ref::getReferenceCount() const{ return _referenceCount;}
再看AutoreleasePool类:
// AutoreleasePool.cppAutoreleasePool::AutoreleasePool(): _name("")#if defined(COCOS2D_DEBUG) && (COCOS2D_DEBUG > 0), _isClearing(false)#endif{// 初始化时将Ref* 的vector大小设置为150 _managedObjectArray.reserve(150); // 然后将这个自动管理池添加到管理类PoolManager中 PoolManager::getInstance()->push(this);}// 具有特定名字的管理池 方便调试AutoreleasePool::AutoreleasePool(const std::string &name): _name(name)#if defined(COCOS2D_DEBUG) && (COCOS2D_DEBUG > 0), _isClearing(false)#endif{ _managedObjectArray.reserve(150); PoolManager::getInstance()->push(this);}// 当前管理池销毁时, 从管理类中弹出该管理池AutoreleasePool::~AutoreleasePool(){ CCLOGINFO("deallocing AutoreleasePool: %p", this); clear(); PoolManager::getInstance()->pop();}// 添加对象到vector中void AutoreleasePool::addObject(Ref* object){ _managedObjectArray.push_back(object);}void AutoreleasePool::clear(){#if defined(COCOS2D_DEBUG) && (COCOS2D_DEBUG > 0) _isClearing = true;#endif for (const auto &obj : _managedObjectArray) { obj->release(); } _managedObjectArray.clear();#if defined(COCOS2D_DEBUG) && (COCOS2D_DEBUG > 0) _isClearing = false;#endif}bool AutoreleasePool::contains(Ref* object) const{ for (const auto& obj : _managedObjectArray) { if (obj == object) return true; } return false;}void AutoreleasePool::dump(){ CCLOG("autorelease pool: %s, number of managed object %d\n", _name.c_str(), static_cast<int>(_managedObjectArray.size())); CCLOG("%20s%20s%20s", "Object pointer", "Object id", "reference count"); for (const auto &obj : _managedObjectArray) { CC_UNUSED_PARAM(obj); CCLOG("%20p%20u\n", obj, obj->getReferenceCount()); }}
最后看看PoolManager类:
// CCPoolManager.cppPoolManager* PoolManager::s_singleInstance = nullptr;PoolManager* PoolManager::getInstance(){ if (s_singleInstance == nullptr) { s_singleInstance = new (std::nothrow) PoolManager();//assert(nullptr != s_singleInstance); // 在创建单例时, 添加第一个管理池 new AutoreleasePool("cocos2d autorelease pool"); } return s_singleInstance;}// 销毁单例模式void PoolManager::destroyInstance(){ delete s_singleInstance; s_singleInstance = nullptr;}// 初始化时设置管理类的vector的大小为10PoolManager::PoolManager(){ _releasePoolStack.reserve(10);}// 一个管理类PoolManager销毁时,销毁它管理的所有管理池PoolManager::~PoolManager(){ CCLOGINFO("deallocing PoolManager: %p", this); while (!_releasePoolStack.empty()) { AutoreleasePool* pool = _releasePoolStack.back(); delete pool; }}// 获得当前管理池AutoreleasePool* PoolManager::getCurrentPool() const{ return _releasePoolStack.back();}// 判断一个Ref或其子类对象是否在管理池中bool PoolManager::isObjectInPools(Ref* obj) const{ for (const auto& pool : _releasePoolStack) { if (pool->contains(obj)) return true; } return false;}// 添加一个管理池void PoolManager::push(AutoreleasePool *pool){ _releasePoolStack.push_back(pool);}// 弹出最新的一个管理池void PoolManager::pop(){ CC_ASSERT(!_releasePoolStack.empty()); _releasePoolStack.pop_back();}
源码都在这里了,重新分析开头说的那个例子,在创建一个Sprite或Layer时, 先调用autorelease函数 :
Ref* Ref::autorelease(){ PoolManager::getInstance()->getCurrentPool()->addObject(this); return this;}
然后就会先获得一个管理自动管理内存池的类PoolManager的单例 :
PoolManager* PoolManager::getInstance(){ if (s_singleInstance == nullptr) { s_singleInstance = new (std::nothrow) PoolManager();//assert(nullptr != s_singleInstance); // Add the first auto release pool new AutoreleasePool("cocos2d autorelease pool"); } return s_singleInstance;}
第一次使用单例,会新建一个,会添加一个自动管理池 :
AutoreleasePool::AutoreleasePool(const std::string &name): _name(name)#if defined(COCOS2D_DEBUG) && (COCOS2D_DEBUG > 0), _isClearing(false)#endif{ _managedObjectArray.reserve(150); PoolManager::getInstance()->push(this);}
然后将该管理池push到PoolManager中的vector中,该vector是管理AutoreleasePool的 :
void PoolManager::push(AutoreleasePool *pool){ _releasePoolStack.push_back(pool); // std::vector<AutoreleasePool*> _releasePoolStack;}
然后由该单例获得管理这个Sprite或Layer的AutoreleasePool,并将该Sprite或Layer添加到该自动管理池当中 :
void AutoreleasePool::addObject(Ref* object){ _managedObjectArray.push_back(object); // std::vector<Ref*> _managedObjectArray;}
然后如果将这个Sprite添加到图层时,会增加这个Sprite的引用计数 :
void pushBack(T object){ CCASSERT(object != nullptr, "The object should not be nullptr"); _data.push_back( object ); object->retain(); // 增加引用计数}
remove一个Sprite,会减少该对象的引用计数:
void clear(){ for( auto it = std::begin(_data); it != std::end(_data); ++it ) { (*it)->release(); } _data.clear();}
在AutoreleasePool类中,建议不要在堆上建立内存管理池,因为new出来的需要手动delete掉,而栈上的内存管理池则在程序结束后自动销毁:
AutoreleasePool::~AutoreleasePool(){ CCLOGINFO("deallocing AutoreleasePool: %p", this); clear(); PoolManager::getInstance()->pop();}
当前池销毁后, 就从管理类中弹出该池。
自动管理池用clear()函数来释放 , 有Director类来控制自动管理池的释放操作:
void DisplayLinkDirector::mainLoop(){ if (_purgeDirectorInNextLoop) { _purgeDirectorInNextLoop = false; purgeDirector(); } else if (_restartDirectorInNextLoop) { _restartDirectorInNextLoop = false; restartDirector(); } else if (! _invalid) { drawScene(); // release the objects PoolManager::getInstance()->getCurrentPool()->clear(); }}
_invalid来决定Director是否应该进行逻辑循环,_purgeDierctorInNextLoop在Director调用了end()函数后被设置为true,_restartDirector在restart()后被设置为true,mainloop函数是游戏的主逻辑循环处理函数,drawScene函数进行处理逻辑帧,在每帧尾结束都调用clear函数来清理这一帧所占用的资源,每帧都会回收,如果上一帧进行很多次autorelease而没有帧帧来清理,内存池的性能就会急剧下降,典型的例子是:魂斗罗里主角的“S”型子弹,一帧内产生了几十个子弹资源,如果在这一帧结束后不释放,内存池的性能就会急剧下降,游戏就会显得非常卡。
我们知道,游戏运行都是从Application开始的,在Application中的函数run来将游戏运行起来,在run里面,有个循环不断地执行director->mainloop()来进行逻辑操作。
以上就是我个人对内存管理的浅显的理解,如有不足,欢迎指出~
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