COCOS學習筆記--Cocod2dx內存管理(三)-Coco2d-x內存運行原理

通過上兩篇博客，我們對Cocos引用計數和Ref類、PoolManager類以及AutoreleasePool類已有所瞭解，那麼接下來就通過舉栗子來進一步看看Coco2d-x內存運行原理是怎樣的。

 //先建一個node
Node * node = Node::create();
//創建完之後打印node的引用計數
schedule([node](float f){
//獲得node的引用計數
int count = node->getReferenceCount();
//打印node的引用計數
log("node's ReferenceCount = %d",count);
},"test");

打印結果如下：

可以看到引用計數打印出來是一大串的整數，其實這時node已經被釋放掉了是不存在的，引用計數爲0，所以系統隨便打印了一堆整數來表示。

我們先看一下Node類的源碼，其create()方法如下：

Node * Node::create()
{
    Node * ret = new (std::nothrow) Node();
    if (ret && ret->init())
    {
        ret->autorelease();
    }
    else
    {
        CC_SAFE_DELETE(ret);
    }
    return ret;
}

看到這句Node * ret = new (std::nothrow) Node();首先new了一個node,我們知道Node是繼承自Ref的，通過new創建對象就會調用其構造函數，而之前我們在Ref類的講解中知道：調用Ref構造函數中會執行這句_referenceCount(1)對其引用計數+1,所以node對象起始的引用計數爲1。

我們還可以看到這句：ret->autorelease()，只要通過create創建的node都會被添加到自動釋放池中，我們在看下autorelease()源碼：

Ref* Ref::autorelease()
{
    PoolManager::getInstance()->getCurrentPool()->addObject(this);
    return this;
}

既然node對象起始的引用計數爲1，爲什麼在打印時它的引用計數就爲0了呢？node對象是在什麼時候被釋放的呢？

先別急，我們先讓node不被釋放，如何使node不被釋放，有兩種方法：

方法1：通過retain()方法增加node引用計數

//增加node的引用計數
node->retain();

node最開始創建後引用計數爲1，調用retain()方法使其引用計數再+1，此時node的引用計數爲2，但剛剛也看到了，引用計數開始後不知什麼時候減了1，所以打印出來應該是1。運行一下：

可以看出，通過調用node的retain()方法可以使其引用計數+1。

方法2：通過addChild()方法將node添加到父節點上

this->addChild(node);

運行效果如下：

可以看到，通過addChild()方法也可以使node的引用計數+1，這是爲什麼呢？

我們再看一下Node類的源碼：

void Node::addChild(Node *child)
{
    CCASSERT( child != nullptr, "Argument must be non-nil");
    this->addChild(child, child->_localZOrder, child->_name);
}

可以看到node的addChild()方法調用了其重載的addChild()方法，那我們就接着看這重載的addChild()方法都做了什麼：

void Node::addChild(Node *child, int localZOrder, int tag)
{    
    CCASSERT( child != nullptr, "Argument must be non-nil");
    CCASSERT( child->_parent == nullptr, "child already added. It can't be added again");
 
    addChildHelper(child, localZOrder, tag, "", true);
}

在重載addChild()方法中我們看到調用了這句：

addChildHelper(child, localZOrder, tag, "", true);

這句是幹什麼的呢我們接着看：

void Node::addChildHelper(Node* child, int localZOrder, int tag, const std::string &name, bool setTag)
{
    ......
    
    this->insertChild(child, localZOrder);
    
    ......
}

在Node::addChildHelper()方法中調用了這句：

this->insertChild(child, localZOrder)

那我們就繼續看insertChild()方法:
void Node::insertChild(Node* child, int z)
{
    _transformUpdated = true;
    _reorderChildDirty = true;
    _children.pushBack(child);
    child->_localZOrder = z;
}

我們看到了執行了這句代碼：

_children.pushBack(child);

這句很關鍵，我們到CCvector.h文件中看它的具體實現：

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

可以看到，通過pushBack方法將傳來的child對象添加到了_data這個數據結構中，然後對child執行了其retain()方法，這下大家都明白了吧！爲什麼調用addChild()方法會使child的引用計數+1，因爲它最後還是調用了retain()方法！

好了，以上兩種增加引用計數的方法介紹完了。回過頭來，剛剛還有一個問題一直沒有解決：就是我們創建的node明明在創建後引用計數爲1，如果不人爲通過以上2種方法增加其引用計數，爲什麼程序一啓動引用計數就變成0了呢？這個node是在什麼時候被釋放的呢？

接下來我就爲大家解答一下：

之前在我寫渲染流程的博客（http://blog.csdn.net/gzy252050968/article/details/50414407）中提到過，引擎的入口函數是CCApplication類的run()方法，

 int Application::run()  
{     
     ......         
     director->mainLoop();//進入引擎的主循環  
     ......      
     return 0;  
 }

在run()方法中進入了遊戲的主循環mainLoop()，我們設置的幀率就是mainLoop()方法每秒執行的次數，一般默認是每秒執行60次，我們遊戲的渲染、內存管理等等全都是在這個mainLoop()方法裏不斷執行的。

我們再看一下這個主循環mainLoop()：

void DisplayLinkDirector::mainLoop()  
{  
     if (_purgeDirectorInNextLoop)//進入下一個主循環，也就是結束這次的主循環，就淨化，也就是一些後期處理   
     {  
         _purgeDirectorInNextLoop = false;  
         purgeDirector();  
     }  
    else if (_restartDirectorInNextLoop)  
    {  
        _restartDirectorInNextLoop = false;  
        restartDirector();  
     }  
     else if (! _invalid)  
     {  
        drawScene();//繪製屏幕  
         PoolManager::getInstance()->getCurrentPool()->clear();//釋放一些沒有用的對象，主要保件內存的合理管理   
     }  
 }

我們可以看到這句代碼：

PoolManager::getInstance()->getCurrentPool()->clear();

這句就是在每一幀結束時釋放沒有用到的對象，具體過程是先通過PoolManager::getInstance()方法獲得PoolManager的單例對象，然後再通過getCurrentPool()方法得到當前的自動釋放池對象，最後執行AutoreleasePool的clear()方法，clear()方法我在上一篇博客裏寫過，這裏再去CCAutoreleasePool.cpp中看一下：

void AutoreleasePool::clear()
{
    #if defined(COCOS2D_DEBUG) && (COCOS2D_DEBUG > 0)
        _isClearing = true;//設置爲執行了清空操作
    #endif
    std::vector<Ref*> releasings;
    releasings.swap(_managedObjectArray);
    //遍歷自動釋放池managedObjectArray裏存放的所有的Ref
    for (const auto &obj : releasings)
    {
        //調用obj的release()，對obj的引用計數-1（如果對象引用計數爲0則刪除）
        obj->release();
    }
    #if defined(COCOS2D_DEBUG) && (COCOS2D_DEBUG > 0)
        _isClearing = false;//設置爲未執行清空操作
    #endif
}

clear()方法就是AutoreleasePool對象把自己維護的隊列managedObjectArray裏面每一個obj都執行release()。

release()方法我的上上篇博客裏也介紹過，這裏再看一下加深記憶：

void Ref::release()
{
    CCASSERT(_referenceCount > 0, "reference count should be greater than 0");
    //對其引用計數值進行-1
    --_referenceCount;
    //引用計數爲0，刪除對象
    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
        //從保存Ref*的list中刪除
        #if CC_REF_LEAK_DETECTION
            untrackRef(this);
        #endif
        //刪除該對象
        delete this;
    }
}

看到這句了沒？

--_referenceCount;

看到這句了沒？

delete this;

release()方法分兩部分，先對引用計數-1，然後判斷引用計數是否爲0，若爲0則刪除對象。

如果我們只通過create()去創建一個對象，而不去調用其retain()方法，那麼這個對象就會在下一幀被釋放掉。

這回你理解爲什麼我們一開始創建的node直接就被釋放掉了吧。

好了，重點來了，我們看到人爲通過以上2種方法讓引用計數+1後，打印出來的引用計數一直是1，按理來說，它們是通過create()創建出來的，在每一幀結束後AutoreleasePool::clear()方法中也會調用其release()方法，這一幀是1，下一幀就該減1變成 0了啊，爲什麼沒有變成0被釋放掉呢？

爲什麼啊？爲什麼啊？

其實是這樣的，我們每次執行AutoreleasePool::clear()後，都會對AutoreleasePool維護的隊列_managedObjectArray執行一次clear(),也就是說在下一幀的時候，自動釋放池裏已經不存在這些node了，所以在AutoreleasePool::clear()中便不會執行之前這些node的release()方法，這些node在下一幀並不會被釋放，這就是爲什麼node的引用計數打印出來一直是1，說白了就是在AutoreleasePool::clear()中每個node只會執行一次release()方法。

那麼接下來你可能會想，既然在自動釋放池中只執行一次node的release()方法，那麼如何去刪除node呢？

很簡單：之前介紹了2種增加node引用計數的方法，1是retain()方法2是addChild()方法,那麼要刪除node的方法與以上2個一一對應：

方法一.通過release()方法減少node引用計數；

方法二.通過removeFromParent()方法將node從父節點上移除。

removeFromParent()方法其實也是在其方法中執行release()方法進行了刪除操作，但該方法不是隻執行了單純的刪除操作，它還從渲染樹中將node移除。Cocos2d-x是通過渲染樹進行渲染的，對cocos引擎渲染流程不是很瞭解的可以看看我之前的博客，cocos是將所有節點添加到渲染樹上進行渲染的。

最後總結一下：

1.create出的node對象起始引用計數爲1；

2.增加node的引用計數方法有2種：調用retain()方法使引用計數直接+1或通過addChild()方法將node添加到父節點上使其引用計數+1；

3.減少node的引用計數方法有2種：調用release()方法使引用計數直接-1或通過removeFromParent()方法將node從父節點上移除；

4.主循環mainLoop()方法中在每幀都會執行AutoreleasePool::->clear()釋放自動釋放池中沒有用到的對象；

5.如果只通過create()去創建一個對象node，而不去調用其retain()方法，那麼這個node就會在下一幀被釋放掉。

好了，關於Cocos引擎內存管理的所有內容就都OK了，花了一個週末連學習帶總結，累死寶寶了<@_@>

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