安卓Cocos2D-X的内存管理方法小结

作者:课课家教育更新于： 2019-04-04 16:55:16

　　我们使用安卓环境的Cocos2d-x时，经常会遇到内存管理的问题，本篇教程将为大家总结安卓Cocos2D-X的内存管理方法。

　　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：

　　代码如下:

　　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：

　　代码如下:

　　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：

　　代码如下:

　　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：

　　代码如下:

　　追溯addObject方法：

　　代码如下:

　　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：

　　代码如下:

　　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：

　　代码如下:

　　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。

　　在“Hello，Cocos2d-x”一文中，我们讲过整个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：

　　代码如下:

　　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。

　　代码如下:

　　真正释放对象的方法是m_pCurReleasePool->clear()。

　　代码如下:

　　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：

　　代码如下:

　　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：

　　代码如下:

　　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：

　　代码如下:

　　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：

　　代码如下:

　　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。