cocos2dx多线程以及线程同步 与 cocos2dx内存管理与多线程问题
cocos2d-x引擎在内部实现了一个庞大的主循环，每帧之间更新界面，如果耗时的操作放到了主线程中，游戏的界面就会卡，这是不能容忍的，游戏最基本的条件就是流畅性，这就是为什么游戏开发选择C++的原因。另外现在双核手机和四核手机越来越普遍了，是时候使用多线程来挖掘硬件的潜力了。
1.环境搭建
cocos2d-x中的多线程使用pthread就可以实现跨平台，而且也不是很难理解。使用pthread需要先配置一下工程。右击工程----->属性----->配置属性---->链接器----->输入---->附加依赖项中添加pthreadVCE2.lib，如下图
接着添加附加包含目录，右击项目，属性----->C/C++---->常规----->附加包含目录加入pthread头文件所在的目录
这样，环境就搭建起来了。
2.多线程的使用
使用pthread来实现多线程，最重要的一个函数是
PTW32_DLLPORT int PTW32_CDECL pthread_create (pthread_t * tid,//线程的标示 const pthread_attr_t * attr, //创建线程的参数 void *(*start) (void *), //入口函数的指针 void *arg); //传递给线程的数据
在HelloWorldScene.h文件中
pthread_t pidrun,pidgo; static void* th_run(void *r); static void* th_go(void *r);
定义了两个函数和两个线程的标识。
然后自定义了一个类，用于给线程传递数据。Student类如下：
#pragma once #include <string> class Student { public: Student(void); Student(std::string name,int age,std::string sex); ~Student(void); std::string name; int age; std::string sex; };
源文件如下
#include "Student.h" #include "cocos2d.h" Student::Student(void) { } Student::~Student(void) { cocos2d::CCLog("delete data"); } Student::Student(std::string name,int age,std::string sex) { this->name=name; this->age=age; this->sex=sex; }
在退出菜单的回调函数中启动两个线程：
void HelloWorld::menuCloseCallback(CCObject* pSender) { Student *temp=new Student(std::string("zhycheng"),23,std::string("male")); pthread_mutex_init(&mutex,NULL); pthread_create(&pidrun,NULL,th_run,temp);//启动线程 pthread_create(&pidgo,NULL,th_go,0); }
可以看到，将Student的指针传递给了pidrun线程，那么在pidrun线程中获得Student信息如下：
Student *s=(Student*)(r); CCLog("name is %s,and age is %d,sex is %s",s->name.c_str(),s->age,s->sex.c_str()); delete s;
3.线程同步
使用了线程，必然就要考虑到线程同步，不同的线程同时访问资源的话，访问的顺序是不可预知的，会造成不可预知的结果。
这里使用pthread_mutex_t来实现同步，下面我来演示一下使用多线程实现卖票系统。卖票的时候，是由多个窗口同时卖票，这里要做到一张票不要卖出去两次，不要出现有票却无法卖的结果。
在线程函数th_run和th_go中来卖票，票的数量是一个全局变量，每卖出去一张票，就将票的数量减一。其中同步的pthread_mutex_t也是一个全局变量，就用它来实现线程同步。
void* HelloWorld::th_run(void *r) { Student *s=(Student*)(r); CCLog("name is %s,and age is %d,sex is %s",s->name.c_str(),s->age,s->sex.c_str()); delete s; while(true) { pthread_mutex_lock(&mutex); if(ticket>0) { CCLog("thread run sell %d",ticket); ticket--; pthread_mutex_unlock(&mutex); } else { pthread_mutex_unlock(&mutex); break; } Sleep(1); //Usleep(10); } return NULL; }
void* HelloWorld::th_go(void *r) { while(true) { pthread_mutex_lock(&mutex); if(ticket>0) { CCLog("thread go sell %d",ticket); ticket--; pthread_mutex_unlock(&mutex); } else { pthread_mutex_unlock(&mutex); break; } Sleep(1); } return NULL; }
mutex被锁定后，其他线程若再想锁定mutex的话，必须等待，当该线程释放了mutex之后，其他线程才能锁定mutex。Sleep()函数可以使得该线程休眠，单位是毫秒。
4.注意
1.Sleep()函数是使得线程休眠的函数，这个函数不跨平台，仅仅在windows上能用，其他平台使用usleep。
2.在非主线程中不能使用cocos2d-x管理内存的CCObject::retain(), CCObject::release() 者CCObject::autorelease()，因为CCAutoreleasePool不是线程安全的，OPENGL的上下文也不是线程安全的，所以不要再非主线程中使用cocos2d-x的API和UI操作。
cocos2dx内存管理与多线程问题:
Cocos2d-x的内存管理采用Objective-C的机制，大喜过望。因为只要坚持Objective-C的原则“谁创建谁释放，谁备份谁释放”的原则即可确保内存使用不易出现Bug。
但是因为本身开放的游戏需要使用到多线程技术，导致测试的时候总是莫名其妙的导致空指针错误。而且是随机出现，纠结了2天无果后，开始怀疑Cocos2d-X的内存本身管理可能存在问题。怀着这样的想法，
一步一步的调试，发现经常出现指针异常的变量总是在调用autorelease后一会就莫名其妙再使用的时候就抛异常。狠下心，在它的析构函数里面断点+Log输出信息。发现对象被释放了。一时也很迷糊，因为对象只是
autorelease,并没有真正释放，是谁导致它释放的？
然后就去看了CCAutoreleasePool的源码，发现存在Cocos2d-X的内存管理在多线程的情况下存在如下问题
如图：thread 1和thread 2是独立的两个线程，它们之间存在CPU分配的交叉集，我们在time 1的时候push一个autorelease的自动释放池，在该线程的末尾，即time 3的时候pop它。同理在thread 2的线程里面，在time 2的时候push一个自动释放池，在time 4的时候释放它，即Pop.
此时我们假设在thread 2分配得到CPU的时候有一个对象obj自动释放，即obj-autorelease().那么在time 3的时候会发生是么事情呢？
答案很简单，就是obj在time 3的时候就被释放了，而我们期望它在time 4的时候才释放。所以就导致我上面说的，在多线程下面，cocos2d-x的autorelease变量会发生莫名其妙的指针异常。
解决办法：在PoolManager给每个线程根据pthread_t的线程id生成一个CCArray的stack的嵌套管理自动释放池。源码如下
所以我在Push的时候根据当前线程的pthread_t的线程id生成一个CCArray的stack来存储该线程对应的Autoreleasepool的嵌套对象
源码如下
//-------------------------------------------------------------------- // // CCPoolManager // //-------------------------------------------------------------------- /////【diff - begin】- by layne////// CCPoolManager* CCPoolManager::sharedPoolManager() { if (s_pPoolManager == NULL) { s_pPoolManager = new CCPoolManager(); } return s_pPoolManager; } void CCPoolManager::purgePoolManager() { CC_SAFE_DELETE(s_pPoolManager); } CCPoolManager::CCPoolManager() { // m_pReleasePoolStack = new CCArray(); // m_pReleasePoolStack->init(); // m_pCurReleasePool = 0; m_pReleasePoolMultiStack = new CCDictionary(); } CCPoolManager::~CCPoolManager() { // finalize(); // // we only release the last autorelease pool here // m_pCurReleasePool = 0; // m_pReleasePoolStack->removeObjectAtIndex(0); // // CC_SAFE_DELETE(m_pReleasePoolStack); finalize(); CC_SAFE_DELETE(m_pReleasePoolMultiStack); } void CCPoolManager::finalize() { if(m_pReleasePoolMultiStack->count() > 0) { //CCAutoreleasePool* pReleasePool; CCObject* pkey = NULL; CCARRAY_FOREACH(m_pReleasePoolMultiStack->allKeys(), pkey) { if(!pkey) break; CCInteger *key = (CCInteger*)pkey; CCArray *poolStack = (CCArray *)m_pReleasePoolMultiStack->objectForKey(key->getValue()); CCObject* pObj = NULL; CCARRAY_FOREACH(poolStack, pObj) { if(!pObj) break; CCAutoreleasePool* pPool = (CCAutoreleasePool*)pObj; pPool->clear(); } } } } void CCPoolManager::push() { // CCAutoreleasePool* pPool = new CCAutoreleasePool(); //ref = 1 // m_pCurReleasePool = pPool; // // m_pReleasePoolStack->addObject(pPool); //ref = 2 // // pPool->release(); //ref = 1 pthread_mutex_lock(&m_mutex); CCArray* pCurReleasePoolStack = getCurReleasePoolStack(); CCAutoreleasePool* pPool = new CCAutoreleasePool(); //ref = 1 pCurReleasePoolStack->addObject(pPool); //ref = 2 pPool->release(); //ref = 1 pthread_mutex_unlock(&m_mutex); } void CCPoolManager::pop() { // if (! m_pCurReleasePool) // { // return; // } // // int nCount = m_pReleasePoolStack->count(); // // m_pCurReleasePool->clear(); // // if(nCount > 1) // { // m_pReleasePoolStack->removeObjectAtIndex(nCount-1); // // // if(nCount > 1) // // { // // m_pCurReleasePool = m_pReleasePoolStack->objectAtIndex(nCount - 2); // // return; // // } // m_pCurReleasePool = (CCAutoreleasePool*)m_pReleasePoolStack->objectAtIndex(nCount - 2); // } // // /*m_pCurReleasePool = NULL;*/ pthread_mutex_lock(&m_mutex); CCArray* pCurReleasePoolStack = getCurReleasePoolStack(); CCAutoreleasePool* pCurReleasePool = getCurReleasePool(); if (pCurReleasePoolStack && pCurReleasePool) { int nCount = pCurReleasePoolStack->count(); pCurReleasePool->clear(); if(nCount > 1) { pCurReleasePoolStack->removeObject(pCurReleasePool); } } pthread_mutex_unlock(&m_mutex); } void CCPoolManager::removeObject(CCObject* pObject) { // CCAssert(m_pCurReleasePool, "current auto release pool should not be null"); // // m_pCurReleasePool->removeObject(pObject); pthread_mutex_lock(&m_mutex); CCAutoreleasePool* pCurReleasePool = getCurReleasePool(); CCAssert(pCurReleasePool, "current auto release pool should not be null"); pCurReleasePool->removeObject(pObject); pthread_mutex_unlock(&m_mutex); } void CCPoolManager::addObject(CCObject* pObject) { // getCurReleasePool()->addObject(pObject); pthread_mutex_lock(&m_mutex); CCAutoreleasePool* pCurReleasePool = getCurReleasePool(true); CCAssert(pCurReleasePool, "current auto release pool should not be null"); pCurReleasePool->addObject(pObject); pthread_mutex_unlock(&m_mutex); } CCArray* CCPoolManager::getCurReleasePoolStack() { CCArray* pPoolStack = NULL; pthread_t tid = pthread_self(); if(m_pReleasePoolMultiStack->count() > 0) { pPoolStack = (CCArray*)m_pReleasePoolMultiStack->objectForKey((int)tid); } if (!pPoolStack) { pPoolStack = new CCArray(); m_pReleasePoolMultiStack->setObject(pPoolStack, (int)tid); pPoolStack->release(); } return pPoolStack; } CCAutoreleasePool* CCPoolManager::getCurReleasePool(bool autoCreate) { // if(!m_pCurReleasePool) // { // push(); // } // // CCAssert(m_pCurReleasePool, "current auto release pool should not be null"); // // return m_pCurReleasePool; CCAutoreleasePool* pReleasePool = NULL; CCArray* pPoolStack = getCurReleasePoolStack(); if(pPoolStack->count() > 0) { pReleasePool = (CCAutoreleasePool*)pPoolStack->lastObject(); } if (!pReleasePool && autoCreate) { CCAutoreleasePool* pPool = new CCAutoreleasePool(); //ref = 1 pPoolStack->addObject(pPool); //ref = 2 pPool->release(); //ref = 1 pReleasePool = pPool; } return pReleasePool; } /////【diff - end】- by layne////// 代码下载地址:https://github.com/kaitiren/pthread-test-for-cocos2dx
