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cocos2d-x内存管理

你应该知道的cocos2d-x 内存管理

   你的cocos2d-x里面指针用的多么?在指针乱飞的程序中你是否会感到不安了?不管你们有没有,反正我是有的。

   cocos2d里面管理内存采用了引用计数的方式,咋眼一看以为是智能指针,但那确实是简单的采用了智能指针中的引用计数,具体的来说就是CCObject里面有个成员变量m_uReference(计数);

 

  m_uReference的变化

  对象初始化:m_uReference = 1

  retain:++m_uReference

  release:--m_uReference,if(m_uReference == 0) delete 对象

  addxxx:一般具有add语义代码会retain对象,比如说addChild

  removexxx:一般具有remove语句的代码会release对象

  

 CCPoolManager(以池的方式管理内存)

  cocos2d-x采用了以池的方式管理内存,前提是给对象来了个autorelease的操作,这个时候对象有个属性

m_bManaged = true;他和我们手动的release有什么区别了?其实也就是调用时机不一样,CCPoolManager会在每帧动画结束后调用pop方法将池中的对象release掉

 

  这里会怎样release了?

  

  在CCPoolManager的clear方法中首先会遍历所有池中元素,将m_bManaged =false(注意这里),后将所有池中的所有对象release掉,当对象的 m_bManaged == false的时候,以前在池中的对象现在就不会再在池中,也就是说下次的一个帧的动画结束后,被先前CCPoolManager调用pop方法release的对象(如果还存在)就不会再被pop方法release了(CCPoolManager的最终作用就是将对象的引用计数减一而已,除此之外没有什么其他神奇的功能)

   当父节点被析构时,其所有的子节点都会相应执行release,后将父节点重置为NULL

  

  coco2d-x中很多用静态方法创建的对象都会自动由CCPoolManager来管理内存,举个例子

  在我们的操作下,不是说由CCPoolManager管理的内存就是没有问题的,他和我们手动release就是一个调用时机的差别,而我们所要关注的是当前程序的运行环境和对象的m_uReference计数,不管怎样你都有权采用release或则retain的方式来改变对象的生命周期,这时你的自由!

 

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:

class LSLayer: public CCNode {  public:     virtual bool init() {         CCLog("LSLayer().init()");         return true;     };       CREATE_FUNC(LSLayer);        LSLayer(){          CCLog("LSLayer().()");      };      ~LSLayer() {          CCLog("LSLayer().~()");      };  };     class LSSprite: public CCNode {  public:      virtual bool init() {          CCLog("LSSprite().init()");          return true;      };         CREATE_FUNC(LSSprite);         LSSprite(){          CCLog("LSSprite().()");      };      ~LSSprite() {          CCLog("LSSprite().~()");      };  };     class BaseLayer: public CCLayer {  public:      virtual bool init(){          CCLog("BaseLayer().init()");          // 我们创建了两个 “无用”对象          LSLayer* layer = LSLayer::create();          LSSprite* sprite = LSSprite::create();          // 使用了 layer 变为受“管理”的对象          this->addChild(layer);             return true;      };         CREATE_FUNC(BaseLayer);         BaseLayer(){          CCLog("BaseLayer().()");      };      ~BaseLayer(){          CCLog("BaseLayer().~()");      };  };  

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:

// 由 addChild(BaseLayer::create()); 方法开始,创建并初始化了 BaseLayer 层  cocos2d-x debug info [BaseLayer().()]  cocos2d-x debug info [BaseLayer().init()]  // BaseLayer init 方法我们创建了两个对象  cocos2d-x debug info [LSLayer().()]  cocos2d-x debug info [LSLayer().init()]  cocos2d-x debug info [LSSprite().()]  cocos2d-x debug info [LSSprite().init()]  // 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  cocos2d-x debug info [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:

class BaseLayer2: public CCLayer {  public:     virtual bool init(){         CCLog("BaseLayer2().init()");         // 启用定时器,自动在每一帧调用 update 方法         this->scheduleUpdate();         return true;     };        // 定义 update 统计      int updateCount;      LSLayer* layer;      LSSprite* sprite;         virtual void update(float fDelta){          // 为了方便观察,不让 update 内部无止境的打印下去          if (updateCount < 3){              updateCount ++;              CCLog("update index: %d", updateCount);                 // 在不同的帧做相关操作,以便观察              if (updateCount == 1){                  layer = LSLayer::create();                  this->addChild(layer);                  sprite = LSSprite::create();                 } else if (updateCount == 2){                  this->removeChild(layer, true);                 } else if (updateCount == 3){                 }                 CCLog("update index: %d end", updateCount);          }      };         CREATE_FUNC(BaseLayer2);         BaseLayer2():          updateCount(0),          layer(NULL),          sprite(NULL)      {          CCLog("BaseLayer2().()");      };      ~BaseLayer2(){          CCLog("BaseLayer2().~()");      };  };     // 打印如下  cocos2d-x debug info [BaseLayer2().()]  cocos2d-x debug info [BaseLayer2().init()]  // 第一帧创建两个对象  cocos2d-x debug info [update index: 1]  cocos2d-x debug info [LSLayer().()]  cocos2d-x debug info [LSLayer().init()]  cocos2d-x debug info [LSSprite().()]  cocos2d-x debug info [LSSprite().init()]  cocos2d-x debug info [update index: 1 end]  // 我们看到 sprite 无用对象在 第一帧和第二帧之间被释放  cocos2d-x debug info [LSSprite().~()]  cocos2d-x debug info [update index: 2]  // 在第二帧移除管理对象,可以看到它是立即释放,在 index: 2 end 之前  cocos2d-x debug info [LSLayer().~()]  cocos2d-x debug info [update index: 2 end]  cocos2d-x debug info [update index: 3]  cocos2d-x debug info [update index: 3 end] 

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:

virtual void update(float fDelta){     // 为了方便观察,不让 update 内部无止境的打印下去     if (updateCount < 3){         updateCount ++;         CCLog("update index: %d", updateCount);           // 在不同的帧做相关操作,以便观察         if (updateCount == 1){             layer = LSLayer::create();              this->addChild(layer);              sprite = LSSprite::create();              CCLog("%d", layer);          } else if (updateCount == 2){              layer->retain();              this->removeChild(layer, true);              CCLog("%d", layer);          } else if (updateCount == 3){              layer->release();              if (layer){                  CCLog("%d", layer);              }          }             CCLog("update index: %d end", updateCount);      }  };     /// 打印如下  cocos2d-x debug info [update index: 1]  cocos2d-x debug info [LSLayer().()]  cocos2d-x debug info [LSLayer().init()]  cocos2d-x debug info [LSSprite().()]  cocos2d-x debug info [LSSprite().init()]  cocos2d-x debug info [147867424]  cocos2d-x debug info [update index: 1 end]  cocos2d-x debug info [LSSprite().~()]  cocos2d-x debug info [update index: 2]  // 第二帧并没有释放 layer,因为它还是有用的管理对象  cocos2d-x debug info [147867424]  cocos2d-x debug info [update index: 2 end]  cocos2d-x debug info [update index: 3]  // 完全弃用,立即释放  cocos2d-x debug info [LSLayer().~()]  // 但是 layer 对象的地址还是可用的  cocos2d-x debug info [147867424]  cocos2d-x debug info [update index: 3 end] 

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:

virtual void update(float fDelta){     // 为了方便观察,不让 update 内部无止境的打印下去     if (updateCount < 3){         updateCount ++;         CCLog("update index: %d", updateCount);           // 在不同的帧做相关操作,以便观察         if (updateCount == 1){             layer = LSLayer::create();              this->addChild(layer);              this->removeChild(layer, true);          } else if (updateCount == 2){             } else if (updateCount == 3){             }             CCLog("update index: %d end", updateCount);      }  };     /// 其打印如下  cocos2d-x debug info [update index: 1]  cocos2d-x debug info [LSLayer().()]  cocos2d-x debug info [LSLayer().init()]  cocos2d-x debug info [update index: 1 end]  // layer 在两帧之间释放,也既是在一下帧自动清理  cocos2d-x debug info [LSLayer().~()]  cocos2d-x debug info [update index: 2]  cocos2d-x debug info [update index: 2 end] 

 

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,或者将已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  if (updateCount == 1){     layer = LSLayer::create();     sprite = LSSprite::create();     layer->addChild(sprite);     addChild(layer);  } else if (updateCount == 2){       this->removeChild(layer, true);  } else if (updateCount == 3){     }     /// 打印如下  cocos2d-x debug info [update index: 2]  cocos2d-x debug info [LSLayer().~()]  cocos2d-x debug info [LSSprite().~()]  cocos2d-x debug info [update index: 2 end] 

 

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:

// 在不同的帧做相关操作,以便观察  if (updateCount == 1){     layer = LSLayer::create();     sprite = LSSprite::create();     layer->addChild(sprite);  } else if (updateCount == 2){     this->removeChild(layer, true);  } else if (updateCount == 3){    }     /// 打印如下  cocos2d-x debug info [update index: 1 end]  cocos2d-x debug info [LSLayer().~()]  cocos2d-x debug info [LSSprite().~()]  cocos2d-x debug info [update index: 2]  cocos2d-x debug info [update index: 2 end] 

 

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 ~

 

cocos2d-x内存管理