Cocos2dx 学习(一) 内存管理机制

一、题记

关于cocos2dx 的内存管理机制，想必大家都能清楚说出是通过引用计数（Reference Count）和自动释放池（AutoReleasePool）。但是不知大家是否知道其中具体的运行的细节呢？反正在写这篇blog之前我是一知半解的，而且在粗略的看了下PoolManager 的源码时我还开始怀疑过这个机制的可靠性，于是我还专门找了测内存泄漏的工具vs2010使用vld检测内存泄露，一测发现项目还真存在内存泄漏的问题。可是后来发现原来是自己用的别人的敏感字过滤开源库（https://github.com/xjdrew/crab）存在问题。经我改造后(https://github.com/xzben/GameFrame/tree/master/client/GameClient/frameworks/runtime-src/Classes/crab) 的版本修复此问题，并调整了api的结果。可是修复了我自己的代码的内存泄漏的问题后，发现 Cocos2dx 真的有内存泄漏（哈哈终于抓到尾巴了内心窃喜）。可是发现原来只是cocos2dx 一个单例模式的对象忘记了释放而已(这里我想吐槽cocos2dx 单例模式的实现，这里可以参考我之前写的一篇关于单例模式实现方式的博文http://www.jb51.cc/article/p-fnmodpjc-baa.html)，并不是我想得PoolManager 导致的。终于发现原来cocos2dx 的内存管理模式其实应该是引用计数（Reference Count）和自动释放池（AutoReleasePool）和内置CCVector和其它Cocos2dx内置容器类辅助实现的。下面来自己分析一下。

1、首先要说说我为什么怀疑它的可靠性。

因为我发现cocos2dx 的AutoReleasePool 其实是通过PoolManager 在每一帧调用一次clear

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

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
}

仔细看了一下clear的实现后发现一个漏洞，那就是它在将_managedObjectArray 中的obj relase 之后就将_managedObjectArray clear 了，那那些 release之后引用计数还是大于0的谁来管理呢？我查看了 Node,Ref 的实现中，都没有找到对这些obj 管理，原先使用过程中我们知道 addChild 后就不怕被 PoolManager 给释放了。但是我在addChild中也没看到 retain 在 removeFromParent 也没看到 release 的操作，于是我就产生了疑问。

2、如何快速找到问题的关键的。

还好我在上一家公司学会了vs的各种调试技巧（用数据断点的方式查看 Ref 的引用计数变量的变化），让我一下子就找到了问题的所在。原来这个管理工作隐藏在了内置容器 Vector 中了。

   void pushBack(T object)
    {
        CCASSERT(object != nullptr,"The object should not be nullptr");
        _data.push_back( object );
        object->retain();
    }

    void popBack()
    {
        CCASSERT(!_data.empty(),"no objects added");
        auto last = _data.back();
        _data.pop_back();
        last->release();
    }

3、隐藏的一个危险，不知道大家有没有注意到 Ref 里面一个Debug才会运行的代码

void Ref::release()
{
    CCASSERT(_referenceCount > 0,"reference count should greater than 0");
    --_referenceCount;

    if (_referenceCount == 0)
    {
#if defined(COCOS2D_DEBUG) && (COCOS2D_DEBUG > 0)
        auto poolManager = PoolManager::getInstance();
        if (!poolManager->getCurrentPool()->isClearing() && poolManager->isObjectInPools(this))
        {
            // Trigger an assert if the reference count is 0 but the Ref is still in autorelease pool.
            // This happens when 'autorelease/release' were not used in pairs with 'new/retain'.
            //
            // Wrong usage (1):
            //
            // auto obj = Node::create();   // Ref = 1,but it's an autorelease Ref which means it was in the autorelease pool.
            // obj->autorelease();   // Wrong: If you wish to invoke autorelease several times,you should retain `obj` first.
            //
            // Wrong usage (2):
            //
            // auto obj = Node::create();
            // obj->release();   // Wrong: obj is an autorelease Ref,it will be released when clearing current pool.
            //
            // Correct usage (1):
            //
            // auto obj = Node::create();
            //                     |-   new Node();     // `new` is the pair of the `autorelease` of next line
            //                     |-   autorelease();  // The pair of `new Node`.
            //
            // obj->retain();
            // obj->autorelease();  // This `autorelease` is the pair of `retain` of prevIoUs line.
            //
            // Correct usage (2):
            //
            // auto obj = Node::create();
            // obj->retain();
            // obj->release();   // This `release` is the pair of `retain` of prevIoUs line.
            CCASSERT(false,"The reference shouldn't be 0 because it is still in autorelease pool.");
        }
#endif

#if CC_USE_MEM_LEAK_DETECTION
        untrackRef(this);
#endif
        delete this;
    }
}

他在delete之前先判断了下这个obj是否还在管理池中。细想一下这里真的存在一个危险的问题，那就是如果你把一个obj添加到池中了。然后你池中保存了这个obj的指针，但是如果你在添加到池的这一帧中又release了1次这个obj，那么会导致这个内存池中存了一个野指针，那么接下来等着你的就是程序挂掉了。

4、总结：

Cocos2dx 中内存管理是基于引用计数（Reference Count）和自动释放池（AutoReleasePool）和内置CCVector和其它Cocos2dx内置容器类辅助实现的，而且要注意的是它是按帧管理的。也就是它只负责你在前一帧中那些没有被利用到的obj帮你自动处理了。cocos2dx 中 class的 static create 接口都将产生 autorelase 的obj，如果autorelease的obj在产生后没有找到管理的宿主(执行retain)，那么就会在下一帧被PoolManager 给clear掉。

关于cocos2dx 中内存池中这个隐含的危险。我们只要注意不要在同一帧中将一个obj加入池中又将其release就行了。

另外cocos2dx 中存在大量的单例对象，官方可能存在忘记释放这些单例对象的情况，这时候我们可以通过 vld 快速的定位到，自己进行对应的修改是指能够被正确释放掉。

Cocos2dx 学习(一) 内存管理机制

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