亙古不變的東西
到現在，內存已經非常便宜，但是也不是可以無限大的讓你去使用，特別是在移動端，那麼點內存，那麼多 APP要搶著用，搞不好，你佔的內存太多了，系統直接幹掉你的APP，所以說了，我們又要老生常談了——內存管理。總結COM開發的時候，分析過COM的 內存管理模式；總結Lua的時候，也分析了Lua的內存回收機制；前幾天，還專門寫了C++中的智能指針在內存使用方面的應用；可見，內存管理無論是語言 層面，還是類庫層面，都有嚴格的標準和實施，對於Cocos2d-x來說，也是如此。那麼在Cocos2d-x中，它是如何進行內存管理的呢？這篇文章， 我就來總結一下關於Cocos2d-x的內存管理方面的知識。讓你輕鬆度過面試官的五指關（面試Cocos2d-x時，100%會問到的問題啊，上點心 吧）。
初窺Cocos2d-x內存管理
對於探究內存管理這種比較抽象的東西，最簡單的方法就是通過代碼來研究，首先通過創建一個簡單的場景來看看Cocos2d-x在完成創建一個對象的時候，它都幹了些什麼。
創建一個Scene：
auto scene = Scene::create();
函數create是一個靜態函數，看看create函數的源碼：
Scene *Scene::create()
{
Scene *ret = new Scene();
if (ret && ret->init())
{
ret->autorelease();
return ret;
}
else
{
CC_SAFE_DELETE(ret);
return nullptr;
}
}
現在就涉及到了Cocos2d-x的內存管理相關的知識了。在Cocos2d-x中，關於對象的創建與初始化都是使用的new和init函數搭配的方式，這種方式叫做二段式創建，由於C++中，構造函數沒有返回值，無法通過構造函數確定初始化的成功與失敗，所以在Cocos2d-x中就大行其道的使用了這種二段式創建的方式，用起來還不錯，以後在自己的項目中，也可以採用。
由於這種方式在Cocos2d-x中經常被使用，所以觸控那幫傢伙就搞了個宏：CREATE_FUNC。如果想讓我們的類也使用這種二段式創建的方式，只需要在我們的類中加入以下代碼：
CREATE_FUNC(classname);
同時，需要定義一個init函數，這就OK了。我們來看看這個宏：
#define CREATE_FUNC(__TYPE__) \
static __TYPE__* create() \
{ \
__TYPE__ *pRet = new __TYPE__(); \
if (pRet && pRet->init()) \
{ \
pRet->autorelease(); \
return pRet; \
} \
else \
{ \
delete pRet; \
pRet = NULL; \
return NULL; \
} \
}
話說這些東西也都是基礎的C++知識，沒有多少需要說的了，當你看到代碼中的ret->autorelease()，一臉茫然，是的，你已經看到了Cocos2d-x的內存管理的觸角了。
ret->autorelease()是什麼？當我使用create函數創建了場景以後，我並沒有去delete，這也沒有問題。問題就發生在這個autorelease的使用上。序幕說完了，讓我們真正的開始Cocos2d-x的內存管理吧。
在Cocos2d-x中，關於內存管理的類有：
- Ref類；
- AutoreleasePool類；
- PoolManager類。
Ref類幾乎是Cocos2d-x中所有類的父類，它是Cocos2d-x中內存管理的最重要的一環；上面說的autorelease函數就Ref類的成員函數，Cocos2d-x中所有繼承自Ref的類，都可以使用Cocos2d-x的內存管理。
AutoreleasePool類用來管理自動釋放對象。
PoolManager用來管理所有的AutoreleasePool，這個類是使用單例模式實現的。
下面就通過對上述三個類的源碼進行分析，看看Cocos2d-x到底是如何進行內存管理的。
Ref類
先來看看Ref類的定義，以下是Ref類的頭文件定義：
class CC_DLL Ref
{
public:
/**
* 獲取對象的所有權
* 增加對象的引用計數
*/
void retain();
/**
* 立即釋放對象的所有權
* 同時會減少對象的引用計數，當引用計數達到0時，直接銷毀這個對象
*/
void release();
/**
* 自動釋放對象的所有權
* 將對象添加到自動釋放池
* 當在下一幀開始前，當前的自動釋放池會被回收掉，並且對自動釋放池中的所有對象
* 執行一次release操作，當對象的引用計數為0時，對象會被釋放掉。
*/
Ref* autorelease();
/**
* 獲得對象的當前引用計數
* 當創建對象的時候，引用計數為1
*/
unsigned int getReferenceCount() const;
};
對於release函數的實現，這裡需要特別總結一下，先看看它的實現：
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))
{
// 這裡是非常重要的一點，在我們使用Cocos2d-x中經常出錯的地方
// 當引用計數為0，同時這個對象還存在於autorelease池中的時候，就會出現一個斷言錯誤
// 可以想到，當這個對象引用計數為0時，就表示需要釋放掉，如果它還在autorelease池中，
// 當在autorelease池中再次被釋放時，就會出現錯誤，這種錯誤是不瞭解Cocos2d-x內存管理的
// 編程人員經常犯的錯誤。
//
// 出現這個錯誤的原因在於new/retain和autorelease/release沒有對應使用引起的
CCASSERT(false, "The reference shouldn't be 0 because it is still in autorelease pool.");
}
#endif
delete this;
}
}
上面也說道了，對於new和autorelease需要匹配使用，retain和release也需 要匹配使用，否則就會出現斷言錯誤，或者內存洩露；在非Debug模式下，就可能直接閃退了。這就是為什麼我們在使用create函數的時候，new成功 以後，就順便調用了autorelease，將該對象放入到自動釋放池中；而當我們再次想獲取該對象並使用該對象的時候，需要使用retain再次獲得該 對象的所有權，當然了，在使用完成以後，你應該記得調用release去手動完成釋放工作，這是你的任務。例如以下代碼：
auto obj = Scene::create();
obj->autorelease(); // Error
這是錯誤的，在create中，在創建成功的情況下，已經將obj對象放到了autorelease pool中了；當你再次放入autorelease pool後，當銷毀autorelease pool以後，就會出現兩次銷毀一個對象的情況，出現程序的crash。再例如以下代碼也是錯誤的：
auto obj = Scene::create();
obj->release(); // Error
當使用create函數創建對象以後，obj沒有所有權，當再次調用release時，就會出現錯誤的對象釋放。而正確的做法應該如下：
auto obj = Scene::create(); // 這裡retain和release對應，release一個已經被autorelease過的對象（例如通過create函數構造的對象）必須先retain
obj->retain();
obj->release();
這引用計數，又讓我想起了COM中的AddRef和Release。
AutoreleasePool類
AutoreleasePool類是Ref類的友元類，先來看看Autorelease類的聲明。
class CC_DLL AutoreleasePool
{
public:
/**
* 不能在堆上創建AutoreleasePool對象，只能在棧上創建
* 這就決定過了，當出了對應的作用域，AutoreleasePool對象就會被自動釋放，例如RAII技巧實現的
*/
AutoreleasePool();
/**
* 創建一個帶有指定名字的autorelease pool對象
* 對於調試來說，這個名字是非常有用的。
*/
AutoreleasePool(const std::string &name);
~AutoreleasePool();
/**
* 向autorelease pool中添加一個ref對象
* 同一個對象可以多次加入同一個自動釋放池中（貌似會觸發斷言錯誤）
* 當自動釋放池被銷毀的時候，它會依次調用自動釋放池中對象的release()函數
*/
void addObject(Ref *object);
/**
* 清理自動釋放池
* 依次調用自動釋放池中對象的release()函數
*/
void clear();
#if defined(COCOS2D_DEBUG) && (COCOS2D_DEBUG > 0)
/**
* 判斷當前是否正在執行自動釋放池的清理操作
*/
bool isClearing() const { return _isClearing; };
#endif
/**
* 判斷自動釋放池是否包含指定的Ref對象
*/
bool contains(Ref* object) const;
/**
* 打印autorelease pool中所有的對象
*/
void dump();
private:
/**
* 所有的對象都是使用的std::vector來存放的
*/
std::vector<Ref*> _managedObjectArray;
std::string _name;
#if defined(COCOS2D_DEBUG) && (COCOS2D_DEBUG > 0)
/**
* The flag for checking whether the pool is doing `clear` operation.
*/
bool _isClearing;
#endif
};
對於AutoreleasePool類來說，它的實現很簡單，就是將簡單的將對象保存在一個std::vector中，在釋放這個AutoreleasePool的時候，對保存在std::vector中的對象依次調用對應的release函數，從而完成對象的自動釋放。
PoolManager類
這貨又是干什麼的？當我們在閱讀AutoreleasePool的源碼的時候，在它的構造函數中，你會發現如下代碼：
AutoreleasePool::AutoreleasePool()
: _name("")
#if defined(COCOS2D_DEBUG) && (COCOS2D_DEBUG > 0)
, _isClearing(false)
#endif
{
_managedObjectArray.reserve(150);
PoolManager::getInstance()->push(this);
}
在AutoreleasePool的析構函數中，又有如下代碼：
AutoreleasePool::~AutoreleasePool()
{
CCLOGINFO("deallocing AutoreleasePool: %p", this);
clear();
PoolManager::getInstance()->pop();
}
哦，原來，我們把AutoreleasePool對象又放到了PoolManager裡了；原 來，PoolManager類就是用來管理所有的AutoreleasePool的類，也是使用的單例模式來實現的。該PoolManger有一個存放 AutoreleasePool對象指針的stack，該stack是由std::vector實現的。需要注意的是，cocos2d-x的單例類都不是 線程安全的，跟內存管理緊密相關的PoolManager類也不例外，因此在多線程中使用cocos2d-x的接口需要特別注意內存管理的問題。關於更安 全的單例模式，感興趣的同學可以去閱讀這篇《
C++設計模式——單例模式》。接下來，我們先看看PoolManager的頭文件定義。
class CC_DLL PoolManager
{
public:
/**
* 獲得單例
*/
static PoolManager* getInstance();
/**
* 銷毀單例
*/
static void destroyInstance();
/**
* 獲得當前的autorelease pool，在引擎中，至少會有一個autorelease pool
* 在需要的時候，我們可以創建我們自己的release pool，然後將這個autorelease pool添加到PoolManager中
*/
AutoreleasePool *getCurrentPool() const;
/**
* 判斷指定的對象是否在其中的一個autorelease pool中
*/
bool isObjectInPools(Ref* obj) const;
friend class AutoreleasePool;
private:
PoolManager();
~PoolManager();
/**
* 將AutoreleasePool對象添加到PoolManager中
*/
void push(AutoreleasePool *pool);
/**
* 從PoolManager中移除AutoreleasePool對象
*/
void pop();
static PoolManager* s_singleInstance;
/**
* 用來保存所有的AutoreleasePool對象
*/
std::deque<AutoreleasePool*> _releasePoolStack;
AutoreleasePool *_curReleasePool;
};
關於PoolManager中各個函數的實現也是非常簡單的，這裡不做累述，各位可以去閱讀Cocos2d-x的源碼。
問題來了
說了這麼多，代碼也列了這麼多，我們create一個對象以後，放到了 AutoreleasePool中去了，最終，在調用AutoreleasePool的clear函數的時候，會對AutoreleasePool管理的 所有對象依次調用release操作。啊哈！貌似哪裡不對，我一直都沒有說最終誰會調用這個clear函數啊？是的。看下面這段在導演類中的代碼，我想你 會明白的。
void DisplayLinkDirector::mainLoop()
{
if (_purgeDirectorInNextLoop)
{
_purgeDirectorInNextLoop = false;
purgeDirector();
}
else if (! _invalid)
{
drawScene();
// release the objects
PoolManager::getInstance()->getCurrentPool()->clear();
}
}
上面的代碼說明的事實是：在圖像渲染的主循環中，如果當前的圖形對象是在當前幀，則調用顯示函數，並 調用AutoreleasePool::clear()減少這些對象的引用計數。mainLoop是每一幀都會自動調用的，所以下一幀時這些對象都被當前 的AutoreleasePool對象release了一次。這也是AutoreleasePool「自動」的來由。
總結
好了，總結的差不多了，對於Cocos2d-x中的內存管理總結的差不多了。對於Cocos2d-x 中的內存管理，我個人認為，請時刻關注著這個對象的引用計數，retain和release，new和autorelease需要匹配使用，防止不必要的 錯誤發生。總結了這麼多，還是那句話。
紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行。
只有經過實際的使用，在經過代碼的洗練，才能更好的去掌握這些。在Cocos2d-x中，很多地方已 經進行了autorelease，或者retain了，我們就不必再次進行這些操作，比如create，再比如在調用addChild方法添加子節點時， 自動調用了retain。對應的通過removeChild，移除子節點時，自動調用了release。這些地方稍微不注意，就可能會讓你掉入「坑」中。 努力吧，夥計們。
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