Cocos2d-x 程序是如何开始运行与结束的(转载)

本文转载自无间落叶的博客： http://blog.leafsoar.com/archives/2013/05-05.html

[无间落叶]： http://blog.leafsoar.com/archives/2013/05-05.html

题记：对于技术，我们大可不必挖得那么深，但一定要具备可以挖得很深的能力

问题的由来

　　怎么样使用 Cocos2d-x 快速开发游戏，方法很简单，你可以看看其自带的例程，或者从网上搜索教程，运行起第一个 Scene HelloWorldScene，然后在 HelloWorldScene 里面写相关逻辑代码，添加我们的层、精灵等 ~ 我们并不一定需要知道 Cocos2d-x 是如何运行或者在各种平台之上运行，也不用知道 Cocos2d-x 的游戏是如何运行起来的，它又是如何渲染界面的 ~~~

　　我们只用知道 Cocos2d-x 的程序是由 AppDelegate 的方法 applicationDidFinishLaunching 开始，在其中做些必要的初始化，并创建运行第一个 CCScene 即可，正如我们第一次使用各种编程语言写 Hello World! 的程序一样，如 Python 打印：

1 print('Hello World!')

　　我们可以不用关心其是怎么实现的，我们只要知道这样就能打印一句话就够了，这就是 封装所带来的好处 。

Cocos2d-x 自带的例程已经足够丰富，但是有些问题并不是看看例子，调用其方法就能明白的事情，在这里一叶遇到了如下问题：

 1 // AppDelegate.cpp 文件
 2 
 3 AppDelegate::AppDelegate()
 4 {
 5   CCLog("AppDelegate()");       // AppDelegate 构造函数打印
 6 }
 7 
 8 AppDelegate::~AppDelegate()
 9 {
10   CCLog("AppDelegate().~()");       // AppDelegate 析构函数打印
11 }
12 
13 // 程序入口
14 bool AppDelegate::applicationDidFinishLaunching()
15 {
16   // initialize director
17   CCDirector *pDirector = CCDirector::sharedDirector();
18   pDirector->setOpenGLView(CCEGLView::sharedOpenGLView());
19 
20   // 初始化，资源适配，屏幕适配，运行第一个场景等代码
21   ...
22   ...
23   ...
24   
25   return true;
26 }
27 
28 void AppDelegate::applicationDidEnterBackground()
29 {
30   CCDirector::sharedDirector()->pause();
31 }
32 
33 void AppDelegate::applicationWillEnterForeground()
34 {
35   CCDirector::sharedDirector()->resume();
36 }

　　此时我并不知道程序运行时，何时调用 AppDelegate 的构造函数，析构函数和程序入口函数，我们只要知道，程序在这里调用了其构造函数，然后进入入口函数执行其过程，最后再调用其析构函数即可。然而事与愿违，在实际执行的过程中，发现程序只调用其构造函数和入口函数，而直到程序结束运行，都 没有调用其析构函数。要验证此说法很简单，只要如上在析构函数中调用打印日志便可验证。

　　发生这样的情况，让我 在构造函数创建[资源]，并且在析构函数中释放[资源] 的想法不能完成！！！我们知道它是从哪里开始运行，但却不知道它在哪里结束！疑问，唯有疑问！

两个入口

　　程序入口的概念是相对的，AppDelegate 作为跨平台程序入口，在这之上做了另一层的封装，封装了不同平台的不同实现，比如我们通常认为一个程序是由 main 函数开始运行，那我们就去找寻，我们看到了在proj.linux 目录下存在 main.cpp 文件，这就是我们要看的内容，如下：

 1 #include "main.h"
 2 #include "../Classes/AppDelegate.h"
 3 #include "cocos2d.h"
 4 
 5 
 6 #include <stdlib.h>
 7 #include <stdio.h>
 8 #include <unistd.h>
 9 #include <string>
10 
11 USING_NS_CC;
12 
13 // 500 is enough?
14 #define MAXPATHLEN 500
15 
16 int main(int argc, char **argv)
17 {
18     // get application path
19     int length;
20     char fullpath[MAXPATHLEN];
21     length = readlink("/proc/self/exe", fullpath, sizeof(fullpath));
22     fullpath[length] = '\0';
23 
24     std::string resourcePath = fullpath;
25     resourcePath = resourcePath.substr(0, resourcePath.find_last_of("/"));
26     resourcePath += "/../../../Resources/";
27 
28     // create the application instance
29     AppDelegate app;
30     CCApplication::sharedApplication()->setResourceRootPath(resourcePath.c_str());
31     CCEGLView* eglView = CCEGLView::sharedOpenGLView();
32     eglView->setFrameSize(720, 480);
33 //    eglView->setFrameSize(480, 320);
34 
35     return CCApplication::sharedApplication()->run();
36 }

　　在这里我们看见了程序的真正入口，包含一个 main 函数，从此进入，执行 cocos2d-x 程序。

　　我们看到 main 就知道其是入口函数，那么没有 main 函数就没有入口了吗？显然不是，以 Android 平台启动 cocos2d-x 程序为例。我们找到 Android 平台与上面等价的入口点，proj.android/jni/hellocpp/main.cpp：

 1 #include "cocos2d.h"
 2 #include "AppDelegate.h"
 3 #include "platform/android/jni/JniHelper.h"
 4 #include <jni.h>
 5 #include <android/log.h>
 6 
 7 #define  LOG_TAG    "main"
 8 #define  LOGD(...)  __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG,LOG_TAG,__VA_ARGS__)
 9 
10 using namespace cocos2d;
11 
12 extern "C"
13 {
14 
15 jint JNI_OnLoad(JavaVM *vm, void *reserved)
16 {
17     JniHelper::setJavaVM(vm);
18 
19     return JNI_VERSION_1_4;
20 }
21 
22 void Java_org_cocos2dx_lib_Cocos2dxRenderer_nativeInit(JNIEnv*  env, jobject thiz, jint w, jint h)
23 {
24     if (!CCDirector::sharedDirector()->getOpenGLView())
25     {
26         CCEGLView *view = CCEGLView::sharedOpenGLView();
27         view->setFrameSize(w, h);
28 
29         AppDelegate *pAppDelegate = new AppDelegate();
30         CCApplication::sharedApplication()->run();
31     }
32     else
33     {
34         ccDrawInit();
35         ccGLInvalidateStateCache();
36 
37         CCShaderCache::sharedShaderCache()->reloadDefaultShaders();
38         CCTextureCache::reloadAllTextures();
39         CCNotificationCenter::sharedNotificationCenter()->postNotification(EVNET_COME_TO_FOREGROUND, NULL);
40         CCDirector::sharedDirector()->setGLDefaultValues();
41     }
42 }

　　我们并没有看到所谓的 main 函数，这是由于不同的平台封装所以有着不同的实现，在 Android 平台，默认是使用 Java 开发，可以使用 Java 通过 Jni 调用 C++ 程序，而这里也正式如此。我们暂且只需知道，由 Android 启动一个应用，通过各种峰回路转，最终执行到了 Java_org_cocos2dx_lib_Cocos2dxRenderer_nativeInit 函数，由此，变开始了我们 cocos2d-x Android 平台的程序入口处。对于跨平台的 cocos2d-x 来说，除非必要，否则可不必深究其理，比如想要使用 Android 平台固有的特性等，那就需要更多的了解 Jni 使用方法，以及 Android 操作系统的更多细节。

所以说程序的入口是相对的，正如博文开始的 print('Hello World') 一样，不同的语言，不同平台总有着不同的实现。

　　这里我们参考了两个不同平台的实现， Linux 和 Android 平台 cocos2d-x 程序入口 main.cpp的实现，那么其它平台呢，如 iOS ,Win32 等 ~~ 殊途同归，其它平台程序的入口必然包含着其它平台的不同 封装实现，知道有等价在此两平台的程序入口即可。而通过这两个平台也足够解决我们的疑问，程序的开始与结束

问题的推测

　　我们就从 Linux 和 Android 这两个平台的入口函数开始，看看 cocos2d-x 的执行流程到底为何？何以发生只执行了 AppDelegate 的构造函数，而没有析构函数。在查看 cocos2d-x 程序代码时，我们只关注 必要的 内容，何谓必要，只要能解决我们此时的疑问即可！在两个平台的入口函数，我们看到如下内容：

 1 // Linux 平台关键代码
 2 int main(int argc, char **argv)
 3 {
 4   // 初始化等内容
 5   ...
 6   ...
 7   // 创建 app 变量
 8     AppDelegate app; 
 9   ...
10   ...
11   // 执行 核心 run() 方法
12     return CCApplication::sharedApplication()->run();
13 }
14 
15 // Android 平台关键代码
16 void Java_org_cocos2dx_lib_Cocos2dxRenderer_nativeInit(JNIEnv*  env, jobject thiz, jint w, jint h)
17 {
18     if (!CCDirector::sharedDirector()->getOpenGLView())
19     {
20         CCEGLView *view = CCEGLView::sharedOpenGLView();
21         view->setFrameSize(w, h);
22 
23       // 创建 AppDelegate 对象
24         AppDelegate *pAppDelegate = new AppDelegate();
25       // 执行 核心 run() 方法
26         CCApplication::sharedApplication()->run();
27     }
28     else
29     {
30       ...
31       ...
32     }
33 }

　　不同的平台，却实现相同操作，创建 AppDelegate 变量和执行 run 方法。下面将以 Linux 平台为例，来说明程序是如何开始与结束的，因为 Linux 的内部实现要简单一点，而 Android 平台的实现稍显麻烦，Jni 之间来回调用，对我们理解 cocos2d-x 的执行流程反而有所阻碍，况且 cocos2d-x 本身就是跨平台的程序。不必拘泥于特有平台的专有特性。

程序的流程（这里以 Linux 的实现为主，其它平台触类旁通即可）

AppDelegate 与 CCApplication

　　我们从 main.cpp 中 CCApplication::sharedApplication()–>run(); 这一句看起，这一句标志着， cocos2d-x 程序正式开始运行，一点点开始分析，我们定位到 sharedApplication() 方法的实现，这里只给出必要的代码，具体看一自己直接看源码：

 1 // [cocos2dx-path]/cocos2dx/platform/linux/CCApplication.cpp
 2 ...
 3 // 此变量为定义了一个 CCApplication 的静态变量，也及时自己类型本身，实现单例模式
 4 CCApplication * CCApplication::sm_pSharedApplication = 0;
 5 ...
 6 // 构造函数，将所创建的 对象直接付给其静态变量
 7 CCApplication::CCApplication()
 8 {
 9   // 断言在此决定着此构造函数只能运行一次
10   CC_ASSERT(! sm_pSharedApplication);
11   sm_pSharedApplication = this;
12 }
13 
14 CCApplication::~CCApplication()
15 {
16   CC_ASSERT(this == sm_pSharedApplication);
17   sm_pSharedApplication = NULL;
18   m_nAnimationInterval = 1.0f/60.0f*1000.0f;
19 }
20 
21 // run 方法，整个 cocos2d-x 的主循环在这里开始
22 int CCApplication::run()
23 {
24   // 首次启动调用初始化函数
25   if (! applicationDidFinishLaunching())
26   {
27       return 0;
28   }
29 
30   // 游戏主循环，这里 Linux 的实现相比其它平台的实现，简单明了
31   for (;;) {
32       long iLastTime = getCurrentMillSecond();
33       // 在循环之内调用每一帧的逻辑，组织并且控制 cocos2d-x 之中各个组件
34       CCDirector::sharedDirector()->mainLoop();
35       long iCurTime = getCurrentMillSecond();
36       // 这里的几个时间变量，可以控制每一帧所运行的 最小 时间，从而控制游戏的帧率
37       if (iCurTime-iLastTime<m_nAnimationInterval){
38           usleep((m_nAnimationInterval - iCurTime+iLastTime)*1000);
39       }
40 
41   }
42   // 注意，这里的 for 循环，并没有退出循环条件，这也决定着 run() 方法永远也不会返回
43   return -1;
44 }
45 
46 // 方法直接返回了静态对象，并且做了断言，也既是在调用此方法之前，
47 // 必须事先创建一个 CCApplication 的对象，以保证其静态变量能够初始化，否则返回空
48 CCApplication* CCApplication::sharedApplication()
49 {
50   CC_ASSERT(sm_pSharedApplication);
51   return sm_pSharedApplication;
52 }

　　从上面的内容可以看出，从 sharedApplication() 方法，到 run() 方法，在这之前，我们需要调用到它的构造函数，否则不能运行，这就是为什么在 CCApplication::sharedApplication()–>run(); 之前，我们首先使用了 AppDelegate app; 创建 AppDelegate 变量的原因！嗯！！ AppDelegate 和 CCAppliation 是什么关系！ 由 AppDelegate 的定义我们可以知道，它是 CCApplication 的子类，在创建子类对象的时候，调用其构造函数的同时，父类构造函数也会执行，然后就将 AppDelegate 的对象赋给了 CCApplication 的静态变量，而在 AppDelegate 之中我们实现了 applicationDidFinishLaunching 方法，所以在 CCApplication 中 run 方法的开始处调用的就是 AppDelegate 之中的实现。而我们在此方法中我们初始化了一些变量，创建了第一个 CCScene 场景等，之后的控制权，便全权交给了CCDirector::sharedDirector()–>mainLoop(); 方法了。

（这里的实现机制，不做详细说明，简单说来：applicationDidFinishLaunching 是由 CCApplicationProtocol 定义，CCApplication 继承， AppDelegate 实现的 ~）

比较重要的所在，for 循环并没有循环退出条件，所以 run 方法永远不会返回。那么是怎么结束的呢！要学会存疑！

从 CCApplication 到 CCDirector

cocos2d-x 程序已经运行起来了，我们继续下一步，mainLoop 函数：

  1 // [cocos2dx-path]/cocos2dx/CCDirector.cpp
  2 ...
  3 // 定义静态变量，实现单例模式
  4 static CCDisplayLinkDirector *s_SharedDirector = NULL;
  5 ...
  6 // 返回 CCDirector 实例
  7 CCDirector* CCDirector::sharedDirector(void)
  8 {
  9   // 判断静态变量，以保证只有一个实例
 10     if (!s_SharedDirector)
 11     {
 12         s_SharedDirector = new CCDisplayLinkDirector();
 13         s_SharedDirector->init();
 14     }
 15   // CCDisplayLinkDirector 为 CCDirector 的子类，这里返回了其子类
 16     return s_SharedDirector;
 17 }
 18 
 19 // mainLoop 方法的具体实现
 20 void CCDisplayLinkDirector::mainLoop(void)
 21 {
 22   // 此变量是我们需要关注，并且跟踪的，因为它决定着程序的结束时机
 23    if (m_bPurgeDirecotorInNextLoop)
 24    {
 25        m_bPurgeDirecotorInNextLoop = false;
 26      // 运行到此，说明程序的运行，已经没有逻辑代码需要处理了
 27        purgeDirector();
 28    }
 29    else if (! m_bInvalid)
 30     {
 31       // 屏幕绘制，并做一些相应的逻辑处理，其内部处理，这里暂且不做过多探讨
 32         drawScene();
 33 
 34         // 这里实现了 cocos2d-x CCObject 对象的内存管理机制，对此有兴趣者，可以深入下去
 35         CCPoolManager::sharedPoolManager()->pop();
 36     }
 37 }
 38 
 39 // 弹出场景 CCScene
 40 void CCDirector::popScene(void)
 41 {
 42     CCAssert(m_pRunningScene != NULL, "running scene should not null");
 43 
 44     m_pobScenesStack->removeLastObject();
 45     unsigned int c = m_pobScenesStack->count();
 46 
 47     if (c == 0)
 48     {
 49       // 如果没有场景，调用 end() 方法
 50         end();
 51     }
 52     else
 53     {
 54         m_bSendCleanupToScene = true;
 55         m_pNextScene = (CCScene*)m_pobScenesStack->objectAtIndex(c - 1);
 56     }
 57 }
 58 
 59 void CCDirector::end()
 60 {
 61   // 在 end 方法中，设置了变量为 true，这所致的结果，在 mainLoop 函数中，达成了运行 purgeDirector 方法的条件
 62   m_bPurgeDirecotorInNextLoop = true;
 63 }
 64 
 65 // 此方法做些收尾清理的工作
 66 void CCDirector::purgeDirector()
 67 {
 68   ...
 69     if (m_pRunningScene)
 70     {
 71         m_pRunningScene->onExit();
 72         m_pRunningScene->cleanup();
 73         m_pRunningScene->release();
 74     }
 75   // 做一些清理的工作
 76    ...
 77     // OpenGL view
 78 
 79   // ###此句代码关键###
 80     m_pobOpenGLView->end();
 81     m_pobOpenGLView = NULL;
 82 
 83     // delete CCDirector
 84     release();
 85 }
 86 
 87 // 设置 openglview
 88 void CCDirector::setOpenGLView(CCEGLView *pobOpenGLView)
 89 {
 90     CCAssert(pobOpenGLView, "opengl view should not be null");
 91 
 92     if (m_pobOpenGLView != pobOpenGLView)
 93     {
 94         // EAGLView is not a CCObject
 95         delete m_pobOpenGLView; // [openGLView_ release]
 96       // 为当前 CCDirector m_pobOpenGLView  赋值
 97         m_pobOpenGLView = pobOpenGLView;
 98 
 99         // set size
100         m_obWinSizeInPoints = m_pobOpenGLView->getDesignResolutionSize();
101 
102         createStatsLabel();
103 
104         if (m_pobOpenGLView)
105         {
106             setGLDefaultValues();
107         }
108 
109         CHECK_GL_ERROR_DEBUG();
110 
111         m_pobOpenGLView->setTouchDelegate(m_pTouchDispatcher);
112         m_pTouchDispatcher->setDispatchEvents(true);
113     }
114 }

　　游戏的运行以场景为基础，每时每刻都有一个场景正在运行，其内部有一个场景栈，遵循后进后出的原则，当我们显示的调用 end() 方法，或者弹出当前场景之时，其自动判断，如果没有场景存在，也会触发 end() 方法，以说明场景运行的结束，而游戏如果没有场景，就像演出没有了舞台，程序进入最后收尾的工作，通过修改变量 m_bPurgeDirecotorInNextLoop 促使在程序 mainLoop 方法之内调用 purgeDirector 方法。

CCEGLView 的收尾工作

　　purgeDirector 方法之内，通过猜测与排查，最终定位到 m_pobOpenGLView->end(); 方法，在这里结束了 cocos2d-x 游戏进程。而 m_pobOpenGLView 有时何时赋值，它的具体实现又在哪里呢？我们可以在 AppDelegate 的 applicationDidFinishLaunching 方法中找到如下代码：

1 // AppDelegate.cpp
2 
3 CCDirector *pDirector = CCDirector::sharedDirector();
4 pDirector->setOpenGLView(CCEGLView::sharedOpenGLView());

我们终于走到最后一步，看 CCEGLView 是如果负责收尾工作的:

 1 // [cocos2dx-path]/cocos2dx/platform/linux.CCEGLView.cpp
 2 
 3 ...
 4 CCEGLView* CCEGLView::sharedOpenGLView()
 5 {
 6     static CCEGLView* s_pEglView = NULL;
 7     if (s_pEglView == NULL)
 8     {
 9         s_pEglView = new CCEGLView();
10     }
11     return s_pEglView;
12 }
13 ...
14 
15 // openglview 结束方法
16 void CCEGLView::end()
17 {
18   /* Exits from GLFW */
19   glfwTerminate();
20   delete this;
21   exit(0);
22 }

end() 方法很简单，只需要看到最后一句 exit(0); 就明白了。

cocos2d-x 程序的结束流程

　　程序运行时期，由 mainLoop 方法维持运行着游戏之内的各个逻辑，当在弹出最后一个场景，或者直接调用CCDirector::end(); 方法后，触发游戏的清理工作，执行 purgeDirector 方法，从而结束了 CCEGLView（不同平台不同封装，PC使用OpenGl封装，移动终端封装的为 OpenGl ES）的运行，调用其 end() 方法，从而直接执行 exit(0); 退出程序进程，从而结束了整个程序的运行。（Android 平台的 end() 方法内部通过Jni 方法 terminateProcessJNI(); 调用 Java 实现的功能，其功能一样，直接结束了当前运行的进程）

　　从程序的 main 方法开始，再创建 AppDelegate 等对象，运行过程中确实通过 exit(0); 来退出程序。所以我们看到了 AppDelegate 构造函数被调用，而其析构函数没有被调用的现象。

　　exit(0); 的执行，意味着我们的程序完全结束，当然我们的进程资源也会被操作系统释放。但是注意，这里的在构造函数创建[资源]，并且在析构函数中释放[资源] 并非绝对意义上的程序进程资源，在程序退出的时候，程序所使用的资源当然会被系统回收，但是如果我在构造函数调用网络接口初始化，析构在调用一次通知，所影响到的类似这种的 非本地资源 逻辑上的处理，而留下隐患。而通过理解 cocos2d-x 的运行机制，可以减少这种可能存在的隐患。

cocos2d-x 的整体把握

　　在本文通过解决一个小疑问，而去分析 cocos2d-x 游戏的运行流程，当然其中很多细致末叶我们并没有深入下去。不去解决这个疑问也可以，知道没有调用析构函数，那我就不调用便是（这也是简单的解决方法，也不用觉得这不可行）。这里只是借着这个疑问，对 cocos2d-x 的流程稍作探寻而已。也没有贴一堆 cocos2d-x 源码去分析，其思路也有迹可循。

　　什么是 cocos2d-x ,它是 cocos2d 一个 C++ 的实现，除 C++ 之外，有 python ，Objective-C 等其它语言的实现，那该怎么去理解 cocos2d ，可以这么理解，cocos2d 是一个编写 2D 游戏的通用形框架，这种框架提供了一个通用模型，而这种模型或者说架构是 无关语言与平台 的，说 cocos2d-x 使用 C++ 编写，其跨平台能力很强，但它能跑在浏览器上么？cocos2d 还是有着 html5 的实现，当然平台决定着语言的选择，而 cocos2d 能够适应这么多不同的语言和平台，其良好的设计，清晰的结构功不可没。而对不同语言，对相同功能有着不同的封装，正如在本文问题中，在不同平台（Linux 和 Android），对相同功能有着不同的封装异曲同工。那么封装到最后，我们对 cocos2d 的理解就只剩下了，我们要写游戏，那么需要导演，场景、层、精灵、动作等 ~~~ 组织好这个中之间的关系即可~~

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程序的流程（这里以 Linux 的实现为主，其它平台触类旁通即可）

AppDelegate 与 CCApplication

从 CCApplication 到 CCDirector

CCEGLView 的收尾工作

cocos2d-x 程序的结束流程

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