Cocos2dx内存管理机制

前端之家收集整理的这篇文章主要介绍了Cocos2dx内存管理机制前端之家小编觉得挺不错的,现在分享给大家,也给大家做个参考。

使用过 Cocos2d-x 都知道,其中有一套自己实现的内存管理机制,不同于一般 C++ 的编写常规,而在使用前,了解其原理是有必要的,网上已经有很多对内部实现详细解说的文章。而对于使用者而言,并不需要对其内部有很深的了解,注重其“机制”,而非内部实现,在这里只是简单的聊一聊它的管理方式以及使用,固为浅说。

无用对象 与 管理对象

Cocos2d-x 将会在下一帧自动清理无用的对象,什么是无用的对象,通过 create() 方法创建的就是无用的对象。

为了简要说明,代码的组织设计一切从简,我们创建了两个辅助类和一个容器类 BaseLayer,在 BaseLayer 之上管理内部对象,并观察它是怎么自动管理对象的。实现了其 构造函数 方法和 析构函数,并做些日志打印,以方便我们观察:

 
 
  1. 1.classLSLayer:publicCCNode{
  2. 2.public:
  3. 3.virtualboolinit(){
  4. 4.CCLog("LSLayer().init()");
  5. 5.returntrue;
  6. 6.};
  7. 7.
  8. 8.CREATE_FUNC(LSLayer);
  9. 9.
  10. 10.LSLayer(){
  11. 11.CCLog("LSLayer().()");
  12. 12.};
  13. 13.~LSLayer(){
  14. 14.CCLog("LSLayer().~()");
  15. 15.};
  16. 16.};
  17. 17.
  18. 18.classLSSprite:publicCCNode{
  19. 19.public:
  20. 20.virtualboolinit(){
  21. 21.CCLog("LSSprite().init()");
  22. 22.true;
  23. 23.};
  24. 24.
  25. 25.CREATE_FUNC(LSSprite);
  26. 26.
  27. 27.LSSprite(){
  28. 28.CCLog("LSSprite().()");
  29. 29.};
  30. 30.~LSSprite(){
  31. 31.CCLog("LSSprite().~()");
  32. 32.};
  33. 33.};
  34. 34.
  35. 35.classBaseLayer:publicCCLayer{
  36. 36.public:
  37. 37.virtualboolinit(){
  38. 38.CCLog("BaseLayer().init()");
  39. 39.//我们创建了两个“无用”对象
  40. 40.LSLayer*layer=LSLayer::create();
  41. 41.LSSprite*sprite=LSSprite::create();
  42. 42.//使用了layer变为受“管理”的对象
  43. 43.this->addChild(layer);
  44. 44.
  45. 45.true;
  46. 46.};
  47. 47.
  48. 48.CREATE_FUNC(BaseLayer);
  49. 49.
  50. 50.BaseLayer(){
  51. 51.CCLog("BaseLayer().()");
  52. 52.};
  53. 53.~BaseLayer(){
  54. 54.CCLog("BaseLayer().~()");
  55. 55.};
  56. 56.};

如上所示,我们在 BaseLayer 中创建了两个对象, layer 和 sprite,而只使用了 layer ,如果要运行上面的 BaseLayer 代码,我们需要创建一个 BaseLayer 的层对象,并将它添加到运行的场景或者层中: addChild(BaseLayer::create());,以保证 BaseLayer 开始运行,现在我们分析一下运行的结果:

  
  
  • 1.//由addChild(BaseLayer::create());方法开始,创建并初始化了BaseLayer层
  • 2.cocos2d-xdebuginfo[BaseLayer().()]
  • 3.cocos2d-xdebuginfo[BaseLayer().init()]
  • 4.//BaseLayerinit方法我们创建了两个对象
  • 5.cocos2d-xdebuginfo[LSLayer().()]
  • 6.cocos2d-xdebuginfo[LSLayer().init()]
  • 7.cocos2d-xdebuginfo[LSSprite().()]
  • 8.cocos2d-xdebuginfo[LSSprite().init()]
  • 9.//对象创建完成,紧接着这“无用”对象便已经释放了,而另一个已经使用的对象没有释放
  • 10.cocos2d-xdebuginfo[LSSprite().~()]
  • 通过上面两个例子对比,对 cocos2d-x 的对象管理有了初步的认识,它会自动清理 “无用对象”。为了区分概念,我们将另一种对象称之为 “管理对象”,它是受管理的,有用的对象。比如上文中的 layer。

    这也算初步认识,当然,这至少解决了我们这样一个疑问:我们在场景初始化的时候,通过 create() 创建了成员变量,以备需要的时候使用,但发现在使用的时候这个对象已经不存在了,从而导致程序崩溃。

    管理对象不用之时立即回收

    我们再继续演变 BaseLayer 的实现,以方便我们观察在每一帧对象的情况,添加实现了定时器功能

    classBaseLayer2:publicCCLayer{ 
      
      
  • 2.public:
  • 3.virtualboolinit(){
  • 4.CCLog("BaseLayer2().init()");
  • 5.//启用定时器,自动在每一帧调用update方法
  • 6.this->scheduleUpdate();
  • 7.true;
  • 8.};
  • 9.
  • 10.//定义update统计
  • 11.intupdateCount;
  • 12.LSLayer*layer;
  • 13.LSSprite*sprite;
  • 14.
  • 15.virtualvoidupdate(floatfDelta){
  • 16.//为了方便观察,不让update内部无止境的打印下去
  • 17.if(updateCount<3){
  • 18.updateCount++;
  • 19.CCLog("updateindex:%d",updateCount);
  • 20.
  • 21.//在不同的帧做相关操作,以便观察
  • 22.if(updateCount==1){
  • 23.layer=LSLayer::create();
  • 24.this->addChild(layer);
  • 25.sprite=LSSprite::create();
  • 26.
  • 27.}elseif(updateCount==2){
  • 28.this->removeChild(layer,true);
  • 29.
  • 30.}if(updateCount==3){
  • 31.
  • 32.}
  • 33.
  • 34.CCLog("updateindex:%dend",updateCount);
  • 35.}
  • 36.};
  • 37.
  • 38.CREATE_FUNC(BaseLayer2);
  • 39.
  • 40.BaseLayer2():
  • 41.updateCount(0),
  • 42.layer(NULL),
  • 43.sprite(NULL)
  • 44.{
  • 45.CCLog("BaseLayer2().()");
  • 46.};
  • 47.~BaseLayer2(){
  • 48.CCLog("BaseLayer2().~()");
  • 49.};
  • 50.};
  • 51.
  • 52.//打印如下
  • 53.cocos2d-xdebuginfo[BaseLayer2().()]
  • 54.cocos2d-xdebuginfo[BaseLayer2().init()]
  • 55.//第一帧创建两个对象
  • 56.cocos2d-xdebuginfo[updateindex:1]
  • 57.cocos2d-xdebuginfo[LSLayer().()]
  • 58.cocos2d-xdebuginfo[LSLayer().init()]
  • 59.cocos2d-xdebuginfo[LSSprite().()]
  • 60.cocos2d-xdebuginfo[LSSprite().init()]
  • 61.cocos2d-xdebuginfo[updateindex:1end]
  • 62.//我们看到sprite无用对象在第一帧和第二帧之间被释放
  • 63.cocos2d-xdebuginfo[LSSprite().~()]
  • 64.cocos2d-xdebuginfo[updateindex:2]
  • 65.//在第二帧移除管理对象,可以看到它是立即释放,在index:2end之前
  • 66.cocos2d-xdebuginfo[LSLayer().~()]
  • 67.cocos2d-xdebuginfo[updateindex:2end]
  • 68.cocos2d-xdebuginfo[updateindex:3]
  • 69.cocos2d-xdebuginfo[updateindex:3end]
  • 与无用对象不同的是,管理对象在不用之时,立即释放,这决定着如果想在其它地方使用此对象,在“完全”不用之前,一定要有所作为。重写 update 方法如下:

      
      
  • 1.virtualvoidupdate(floatfDelta){
  • 2.//为了方便观察,不让update内部无止境的打印下去
  • 3.if(updateCount<3){
  • 4.updateCount++;
  • 5.CCLog("updateindex:%d",updateCount);
  • 6.
  • 7.//在不同的帧做相关操作,以便观察
  • 8.if(updateCount==1){
  • 9.layer=LSLayer::create();
  • 10.this->addChild(layer);
  • 11.sprite=LSSprite::create();
  • 12.CCLog("%d",layer);
  • 13.}if(updateCount==2){
  • 14.layer->retain();
  • 15.true);
  • 16.CCLog("%d",layer);
  • 17.}if(updateCount==3){
  • 18.layer->release();
  • 19.if(layer){
  • 20.CCLog("%d",layer);
  • 21.}
  • 22.}
  • 23.
  • 24.CCLog("updateindex:%dend",updateCount);
  • 25.}
  • 26.};
  • 27.
  • 28.///打印如下
  • 29.cocos2d-xdebuginfo[updateindex:1]
  • 30.cocos2d-xdebuginfo[LSLayer().()]
  • 31.cocos2d-xdebuginfo[LSLayer().init()]
  • 32.cocos2d-xdebuginfo[LSSprite().()]
  • 33.cocos2d-xdebuginfo[LSSprite().init()]
  • 34.cocos2d-xdebuginfo[147867424]
  • 35.cocos2d-xdebuginfo[updateindex:1end]
  • 36.cocos2d-xdebuginfo[LSSprite().~()]
  • 37.cocos2d-xdebuginfo[updateindex:2]
  • 38.//第二帧并没有释放layer,因为它还是有用的管理对象
  • 39.cocos2d-xdebuginfo[147867424]
  • 40.cocos2d-xdebuginfo[updateindex:2end]
  • 41.cocos2d-xdebuginfo[updateindex:3]
  • 42.//完全弃用,立即释放
  • 43.cocos2d-xdebuginfo[LSLayer().~()]
  • 44.//但是layer对象的地址还是可用的
  • 45.cocos2d-xdebuginfo[147867424]
  • 46.cocos2d-xdebuginfo[updateindex:3end]
  • 在完全不用之前,要有所作为。 如果我们将第二帧中的 layer->retain(); 放在 this->removeChild(layer,true); 之后呢,我们知道在 removeChild 之后是立即释放的,此时 layer 对象已经不存在了,而 layer 所指向的内存地址是个无效地址。如果你的程序继续运行,那么一定会出现内存错误

    如果程序直接错误异常退出,倒也罢了,怕就怕,程序可能继续运行,layer 虽然是无效地址,但并不是 NULL,可能所指向的地址可用,可能还能继续执行,更可能的还能继续 layer->retain(); 操作。这会影响我们的判断,程序真的有问题么。如果留下了这种隐患,那么排除错误的难度会大大加深。比如程序莫名其妙的退出,时好时坏!(经过一叶的测试,这种情况是可能发生的,而且频率相当高,测试平台:Linux 平台,Android平台可能性稍低)

    第三帧我们通过 if (layer) 判断对象是否可用,如果可用我们继续操作 layer ,这样的使用方式也将会留下内存隐患,因为这样的判断是能通过的,但却是 不一定 能够正确使用的。

    一般而言,我们不一定需要 if(layer) 诸如此类的判断,这也是不推荐的。管理对象,谁使用,那么谁就是可控的!如果在对象销毁之前 谁 retain() ,那么在 release() 之前,它无需判断即可使用。谁 addXXX 使用,一般能通过 getXXX 获取

    简而言之,谁使用(引用),你就找谁就行了,不论是获取,或者移除。

    我们前面所言,管理对象不用之时,立即回收,那么我们在同一帧使用,然后移除呢?我们继续改写 update 方法,验证想法:

    this->addChild(layer); 
      
      
  • 11.true);
  • 12.}if(updateCount==2){
  • 13.
  • 14.}if(updateCount==3){
  • 15.
  • 16.}
  • 17.
  • 18.CCLog("updateindex:%dend",updateCount);
  • 19.}
  • 20.};
  • 21.
  • 22.///其打印如下
  • 23.cocos2d-xdebuginfo[updateindex:1]
  • 24.cocos2d-xdebuginfo[LSLayer().()]
  • 25.cocos2d-xdebuginfo[LSLayer().init()]
  • 26.cocos2d-xdebuginfo[updateindex:1end]
  • 27.//layer在两帧之间释放,也既是在一下帧自动清理
  • 28.cocos2d-xdebuginfo[LSLayer().~()]
  • 29.cocos2d-xdebuginfo[updateindex:2]
  • 30.cocos2d-xdebuginfo[updateindex:2end]
  • 这里我们在同一帧 addChild 并且随之 removeChild,那么 layer 的性质又是如何,我们知道 管理对象 在不用之时会立即释放,但在这里并没有立即释放,那说明什么,说明 layer 并不是管理对象,还只是无用对象,并且在这一帧结束时,或者说在 帧过度 的时候,并没有使用,可想而知,在 帧过度的时候,其内部做了些处理,首先自动清理无用对象,或者将以使用的无用对象变成管理对象,而在以后的帧,如果在管理对象不用之时,将会立即释放。

    现在来看一看稍微复杂点的结构会如何。

    //在不同的帧做相关操作,以便观察 
      
      
  • 2.if(updateCount==1){
  • 3.layer=LSLayer::create();
  • 4.sprite=LSSprite::create();
  • 5.layer->addChild(sprite);
  • 6.addChild(layer);
  • 7.}if(updateCount==2){
  • 8.
  • 9.true);
  • 10.}if(updateCount==3){
  • 11.
  • 12.}
  • 13.
  • 14.///打印如下
  • 15.cocos2d-xdebuginfo[updateindex:2]
  • 16.cocos2d-xdebuginfo[LSLayer().~()]
  • 17.cocos2d-xdebuginfo[LSSprite().~()]
  • 18.cocos2d-xdebuginfo[updateindex:2end]
  • 我们创建了两个对象 layer 和 sprite,将 sprite 添加到 layer,并把通过 addChild(layer) 使用 layer,可以看到,在第二帧移除 layer 的时候,立即释放了 layer 和 sprite 对象。这也是 cocos2d-x 自动管理所实现的功能,在 使用者 不用的时候,它也将会解除对其它对象的使用。

    基于以上情况,做些变形:

    if(updateCount==1){ 
      
      
  • 3.layer=LSLayer::create();
  • 4.sprite=LSSprite::create();
  • 5.layer->addChild(sprite);
  • 6.}if(updateCount==2){
  • 7.true);
  • 8.}if(updateCount==3){
  • 9.
  • 10.}
  • 11.
  • 12.///打印如下
  • 13.cocos2d-xdebuginfo[updateindex:1end]
  • 14.cocos2d-xdebuginfo[LSLayer().~()]
  • 15.cocos2d-xdebuginfo[LSSprite().~()]
  • 16.cocos2d-xdebuginfo[updateindex:2]
  • 17.cocos2d-xdebuginfo[updateindex:2end]
  • 创建了两个对象 layer 和 sprite,将 sprite 添加到 layer 之中,而对 layer 不做处理,我们知道 layer 在第一帧结束后,会自动释放,所以也会释放其所引用的 sprite,而此时 sprite 的性质就有点微妙了。它在帧过度之间是怎么处理的,它是不是我们这所说的无用对象呢?哈!如果 layer 首先被自动管理,那么它会首先回收,并取消对 sprite 的引用,那么 sprite 就是个无用对象,被自动回收。如果 sprite 首先被自动管理,那么它将会先变成一个管理对象,然后在 layer 自动释放并取消对 sprite 引用的时候,被立即释放。从效果上来说,都是一帧之内完成的。但具体是哪种情况呢?我不知晓 : p 也不用知晓 ~ 所谓不知为不知,是知也 ~

    写在后面

    自动管理,所谓自动管理就是通过 create() 方法创建的对象(当然其内部是通过 autorelease() 方法标示,create 只是提供一个统一的创建对象方式),而什么又是有用无用呢,文中我们看到 retain() 和 release(),而这就是有用无用的实现原理,使用就 retain ,移除使用就用 release,再细究内部,可知里面维护了一个引用计数,从而判断是否被使用 ,而前文我们知道 layer->addChild(obj),那么 obj 就为 layer 所用,究其本质,也是其内部调用了其 retain 等方法,可以阅读官方相关文档,有详细的说明,而本文多是以抽象的概念解说其设计理念,从使用者的角度分析在使用过程中可能会出现的问题,因为要想达到相同的自动管理效果,实现方式可以有很多种。别太注重细节,如果有什么疑问,可以像这样,通过几个小例程去验证我们的想法。对于本文,也只是我对 cocos2d-x 自动管理的理解,如果在实现和概念上有什么说的不对,还请指出,毕竟是 浅说 ~

    cocos2d-x 主要以 CCNode 为基类的树形结构组织管理,所以本文所创建的例程,基于 CCNode 编写,当然内存的自动管理还有很多内容,比如缓存的实现,消息机制对象的生命周期等。但基于谁使用,谁处理的原则,思路倒也明晰 ~

    原文链接:https://www.f2er.com/cocos2dx/345751.html

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