【Cocos2d-x 010】 內存管理

cocos2dx的內存管理移植自Objective-C， 對於沒有接觸過OC的C++開發人員來說是挺迷惑的。不深入理解內存管理是無法寫出好的C++程序的，我用OC和cocos2dx也有一段時間了，在此總結一下，希望對想用cocos2dx開發遊戲的朋友有所幫助。

C++的動態內存管理一般建議遵循誰申請誰釋放的原則，即誰通過new操作符創建了對象，誰就負責通過delete來釋放對象。如果對象的生命週期在一個函數內，這很容易做到，在函數返回前delete就行了。但一般我們在函數中new出來的對象的生命週期都會超出該函數體(例如作爲函數的返回值)，否則我們可以直接在棧上創建對象，不需要使用動態內存，也省去了內存管理的麻煩(當然大對象是不適合在棧上分配的)。如果對象的生命週期超出了創建對象的函數，我們就很難再遵循誰申請誰釋放的原則了，我們必須在函數外的某個合適的地方釋放對象，如果這個對象同時被多個對象引用，問題就很複雜了，必須保證所有該對象的引用者都不再需要它了纔可以釋放，在實際使用中這點是很難保證的。於是，各種內存管理技術應運而生了：垃圾回收器，智能指針，引用計數...... cocos2dx移植於Objective-C，因此和OC一樣使用了比較原始的引用計數的方法來管理內存。

cocos2dx通過CCObject和CCPoolManager來實現內存管理。所有使用cocos2dx引用計數機制的類都必須派生自CCObject。CCObject有一個計數器成員變量m_uReference，當CCObject被構造時m_uReference=1，表示該對象被引用1次。CCObject的retain方法可以使計數器加1，release方法可以使計數器減1。當計數器減到0時release方法會通過delete this來銷燬自己。

手動內存管理

使用retain和release，我們可以手動管理內存, 通過new 創建的對象，使用release來釋放。

CCObject *obj=new CCObject();
...
obj->release();

和new\delete需配對使用一樣，new\release也要配對使用纔可確保內存被釋放。有人會說這個把delete換成release有意義嗎？需要注意的是這個的release並不等同於delete，release只是表示引用計數減1，並不是真正銷燬obj所佔用的內存。只有當obj的引用計數爲0時內存纔會被銷燬。下面的代碼就展示了release和delete不同：

CCArray *array = CCArray::array();
CCObject *obj = new CCObject();// m_uReference=1
array->addObject(obj); // CCArray的addObject方法會自動調用obj的retain方法，使引用計數加1，表示擁有obj，此時m_uReference=2
obj->release(); // 這裏的release和new配對，obj引用計數減1，但是並不會釋放obj, 此時m_uReference=1;
obj->doSomething(); // 在release之後我們依然可以正常使用obj，它並沒有被釋放
array->removeObject(obj); //當我們把obj從CCArray中移除時，CCArray會自動調用obj的release，此時m_uReference=0, obj被銷燬
obj->doSomething(); // 錯誤，obj已經被銷燬

對於手動內存管理，我們需遵循new/release，retain/release配對使用的原則，誰new，誰release；誰retain，誰release。new出來的對象如果是要加入到cocos2dx集合中，添加完後一定不要忘記release，集合類已經爲你retain了對象，你還是要爲你的new配對release一次，否則當這個對象從集合中移除時不會被正確銷燬。

自動內存管理

手動內存管理似乎比new/delete更麻煩，而且並沒有解決一開始我們提到的函數內創建的對象的生命週期超出函數怎麼辦的問題。new和release需配對使用，那在函數內創建的對象返回前我們需要調用一次release，在這之前如果我們沒有把對象加入到什麼集合中，對象就被銷燬了，和使用new/delete是一樣的。自動內存管理就可以解決這個問題。CCObject有一個autorelease方法，如果一個對象在用new關鍵字創建之後調用了autorelease，我們就不必關心它的釋放問題。CCPoolManager會在遊戲的每一幀結束後自動釋放這些autorelease的對象。CCPoolManager其實依然是通過引用計數來管理對象生命週期的，它裏面有一個CCAutoreleasePool，我們調用CCObject的autorelease就是把自己加入到CCAutoreleasePool的對象數組裏面。當每一幀結束的時候，CCPoolManager會將對象從數組中移除，如果這時候對象的引用計數爲0，對象就自然被釋放了。對於用new關鍵字創建之後調用了autorelease的對象，不需要再release一次。

cocos2dx中的大部分對象都可以通過靜態工廠方法來創建出這種會自動釋放的對象，這是cocos2dx的一條規則，我們自己實現的類最好也遵循這樣的規則，以免引起其他開發人員誤會。如果一個對象是通過類的靜態方法創建而不是new出來的，我們就不需要release它。

其實這裏的自動並沒有我們想得那麼好，對於像C#，Java這種託管語言，虛擬機爲你完成了所有內存管理工作，程序員完全從內存分配和釋放中解脫了出來。cocos2dx的autorelease只不過每幀結束後自動在爲我們釋放了一次對象，如果我們希望創建的對象在下一幀仍然可以使用，我們需要顯式地retain一下這個對象或者把對象加入到集合中(集合會幫我們retain一次)。既然retain了，我們還是不能忘記在適當的地方release。比較常見的用法是創建一個autorelease對象作爲類成員變量，我們在通過靜態方法得到實例的指針後除了賦值給類成員，還要retain一次，然後在類的析構函數中release一次。如果沒有retain，以後使用該成員的時候就會因爲對象被銷燬而發生內存訪問錯誤，這是新手很容易遇到的陷阱。

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Cocos2dx裏面會自動retain的方法和地方：
  當將對象加入到集合裏面時，會自動retaine
  當addChild時，會自動retain