Cocos2d-x 程序是如何开始运行与结束的

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 ~
posted @ 2014-06-19 04:35  zhepama  阅读(405)  评论(0)  编辑  收藏  举报