IOS 內存優化和調試技巧(基於cocos2d遊戲) – iPhone手機開發技術文章 iPhone軟體開發教學課程

基礎部分

 1: 圖片內存大小小結

           a: 圖片:是占用內存的大戶,尤其是手機遊戲圖片資源眾多。對圖片資源在內存中占用量的計算成為J2ME遊戲開發者的經常性工作,CoCoMo來解釋一下如何計算圖片在內存中的占用量:內存占用量=寬*高*像素字節數,其中像素字節數因機型而異。
例如一張64*64的圖片在7210上的內存占用量=64*64*1.5=6144(字節)=6K、在S60上的內存占用量=64*64*2=8192 (字節)=8K。像素字節數因機型而異,例如  7210是4096色機型,也就是說用12位來表示一個像素,所以乘上1.5,而S60是65536色的機型,用16位來表示一個像素,所以乘上2。

          b:Xcode中使用instruments 查看圖片內存的問題

如果使用的是模擬器那麼默認是小屏幕的,所以最大圖片是1024 *1024 * 4 = 4 M  (1024 是圖片的寬高, 4表示的是圖片的存儲類型為4字節的。也就是 RGBA8888)

如果你加載瞭圖片那麼就是使用瞭4M的內存。如果你需要渲染那麼還需要4M的內存。

加載一般都是 **load (NSString *)filename ,

渲染一般都是 Node addChild (Node)

2:  引用計數問題

     引用計數增加的情況 : a: alloc 對象會使得對象引用數 +1

                                          b:調用retain (具體細說一些實例如下)

                                 ->比如你是cocos2d用戶的會看到 addchild 會使子節點的引用計數+1

                                  ->CCArray 的addObject 也會使元素的引用計數+1

                                  總結一下就是: 凡是添加到結合中的元素或者子節點不需要再去retain ,隻需要在建立的時候調用release

     減少的情況  : 調用release 使引用計數 -1(具體細說一些實例如下)

                                  -> 集合調用remove/removeChildByTag 等等變形的

                                  -> 創建的時候調用autorelease 。註意:如果你的對象是局部對象,而且創建的時候使用的是autorelease,

                                        那麼在離開方法的時候如果你沒有retain 那麼這個對象將被dealloc(引用計數-1瞭)

      官網的介紹:

 •
You own any object you create by allocating memory for it or copying it.
Related methods:alloc,allocWithZone:,copy,copyWithZone:,mutableCopy,mutableCopyWithZone:

If you are not the creator of an object, but want to ensure it stays in memory for you to use, you can express an ownership interest in it.
Related method:retain
If you own an object, either by creating it or expressing an ownership interest, you are responsible for releasing it when you no longer need it.
Related methods:release,autorelease
Conversely, if you are not the creator of an object and have not expressed an ownership interest, you mustnotrelease it.
3 :參考文檔

一,IOS與圖片內存

在IOS上,圖片會被自動縮放到2的N次方大小。比如一張1024*1025的圖片,占用的內存與一張1024*2048的圖片是一致的。圖片占用內存大小的計算的公式是;長*寬*4。這樣一張512*512占用的內存就是 512*512*4 = 1M。其他尺寸以此類推。(ps:IOS上支持的最大尺寸為2048*2048)。

二,cocos2d-x的圖片緩存

Cocos2d-x 在構造一個精靈的時候會使用spriteWithFile或者spriteWithSpriteFrameName等無論用哪種方式,cocos2d-x都會將這張圖片加載到緩存中。如果是第一次加載這個圖片,那就會先將這張圖片加載到緩存,然後從緩存讀取。如果緩存中已經存在,則直接從緩存中提取,免除瞭加載過程。

圖片的緩存主要由以下兩個類來處理:CCSpriteFrameCache, CCTextureCache

CCSpriteFrameCache加載的是一張拼接過的大圖,每一個小圖隻是大圖中的一個區域,這些區域信息都在plist文件中保存。用的時候隻需要根據小圖的名稱就可以加載到這個區域。

CCTextureCache 是普通的圖片緩存,我們所有直接加載的圖片都會默認放到這個緩存中,以提高調用效率。

因此,每次加載一張圖片,或者通過plist加載一張拼接圖時,都會將整張圖片加載到內存中。如果不去釋放,那就會一直占用著。

三,渲染內存。

不要以為,計算內存時,隻計算加載到緩存中的內存就可以瞭。以一張1024*1024的圖片為例。

CCSprite *pSprite = CCSprite::spriteWithFile("a.png");

調用上邊這行代碼以後,可以在LEAKS工具中看到,增加瞭大約4M的內存。然後接著調用

addChild(pSprite);

這時,內存又增加瞭4M。也就是,一張圖片,如果需要渲染的話,那它所占用的內存將要X2。

再看看通過plist加載的圖片,比如這張大圖尺寸為2048*2048。想要加載其中的一張32*32的小圖片

CCSpriteFrameCache::sharedSpriteFrameCache()->addSpriteFramesWithFile("b.plist");

此時內存增加16M (汗)

CCSprite *pSpriteFrame = CCSprite::spriteWithSpriteFrameName("b1.png");

b.png 大小為32*32,想著也就是增加一點點內存,可實際情況是增加16M內存。也就是隻要渲染瞭其中的一部分,那麼整張圖片都要一起被加載。

但是情況不是那麼的糟糕,這些已經渲染的圖片,如果再次加載的話,內存是不會再繼續升高的,比如又增加瞭100個b.plist的另一個區域,圖片內存還是共增加16+16 = 32M,而不會繼續上升。

四,緩存釋放

如果遊戲有很多場景,在切換場景的時候可以把前一個場景的內存全部釋放,防止總內存過高.

CCTextureCache::sharedTextureCache()->removeAllTextures();釋放到目前為止所有加載的圖片

CCTextureCache::sharedTextureCache()->removeUnusedTextures();將引用計數為1的圖片釋放掉CCTextureCache::sharedTextureCache()->removeTexture();單獨釋放某個圖片

CCSpriteFrameCache與 CCTextureCache 釋放的方法差不多。

值得註意的是釋放的時機,一般在切換場景的時候釋放資源,如果從A場景切換到B場景,調用的函數順序為B::init()—->A::exit()—->B::onEnter()可如果使用瞭切換效果,比如CTransitionJumpZoom::transitionWithDuration這樣的函數,則函數的調用順序變為B::init()—->B::onEnter()—->A::exit()而且第二種方式會有一瞬間將兩個場景的資源疊加在一起,如果不采取過度,很可能會因為內存吃緊而崩潰。

有時強制釋放全部資源時,會使某個正在執行的動畫失去引用而彈出異常,可以調用CCActionManager::sharedManager()->removeAllActions();來解決。

五,內存優化

優化的心得就是盡量去拼接圖片,使圖片邊長盡可能的保持2的N次方並且裝的很滿。但要註意,有邏輯關系的圖片盡量打包在一張大圖裡,另外一點就是打包的時候要考慮到層的分佈。因為為瞭渲染效率可能會用到CCSpriteBatchNode;同一個BatchNode裡的圖片都是位於一個層級的,因此必須根據各個圖片的層級關系,打包到不同的plist裡。有時內存和效率不可以兼得,隻能盡量平衡瞭。

六,其他

最後附一個各代IOS設備的內存限制情況

設備                                              建議內存                  最大內存

iPad2/iPhone4s/iphone4                170-180mb                 512mb

iPad/iPod touch3,4/iphone3gs          40-80mb                  256mb

iPod touch1,2/iPhone3g/iPhone1         25mb                    128mb

上述建議內存隻是一些人自己測試的結果,可用的RAM不大於最大內存的一半,如果程序超過最大內存的一半,則可能會掛掉。

另外在LEAKS裡查看模擬器中和真機總的內存,會有較大出入。在模擬器中的結果與實際更接近一些。

七, 泄漏的情況

我所碰到的主要內存泄露的方式:
1、最常見的就是,申請瞭引用,然後最後忘記釋放。具體麼就是,使用OC的 alloc, retain, copy, new, C的malloc, realloc, C++的new等,然後沒有對應的release, free, delete。這是單向泄露。
2、retain cycle,對於OC這種使用計數的方式,可能會存在retain cycle。兩個條件,一、就是A中retain瞭B,B又retain瞭A,各自給對方計數增加,這個環可以變為很多層,就是A->B, B->C, C->D, ….  Z->A,當然假如中間層越多,檢測難度就越大。二、計數減少的操作是在dealloc中,而dealloc被調用則需要計數為0。 這兩個條件相加,導致計數鎖定,內存泄露。

實戰演練

如何查找內存泄漏 ?

一:對工具的使用來查找

1、首先使用分析編譯,Analyze build,查看歸類當中的memory警告。
這個一般能發現局部變量中忘記release,或者被中途打斷release的。
2、然後就是直接使用Instruments中的leak監測。
申請瞭內存,然後已經沒有指向這塊內存的指針存在,可以認為是leak瞭。這個檢測一般是檢測這個狀態。
3、通過Instruments中allocation的mark heap。
進行不斷的重復操作,在每次場景結束後,標記內存。假如操作場景沒有泄露,內存增加應該是0。這個檢測是檢測標記點之間有哪些對象增加。另外,需要多mark幾次才會準確,不要mark兩次看到有內存增加就去找問題。
Instruments中都是可以看到其中存在什麼對象,調用歷史,調用堆棧。這時候大致確定在那個類當中的那個對象泄露瞭。

二 ,重載法。
雖然知道瞭哪個類泄露瞭,但是有時候並不知道具體是那邊的計數出現問題。我自己的方法是,假如是自己編寫的類,那就重載retain和release方法,然後加斷點。以此來監測是什麼地方retain瞭這個對象,卻沒有對應釋放。

 如何修改內存泄漏呢 ?

1、缺啥補啥。缺release的,就補release,缺free的就加個free。
2、合理使用autorelease。對於返回給上層使用的;或者alloc對象到release中間有return等打斷操作的。建議使用autorelease。
3、合理使用assign。retain cycle,本質就是多餘的雙向retain。打個比方就是應該確定哪個對象是根,哪一個是枝葉,枝葉不用去管理根,隻需要知道根在那邊就可以瞭。所以把那些純粹是定位用的變量,屬性都改成assign方式,例如delegate。

   

遊戲中我遇到的一個非常難查的泄漏這裡貢獻出來 :

    對於cocos2d的用戶如果使用瞭CCMenu ,而且也重寫瞭CCScene中的onExsit 函數來檢測離開場景的時候的一些變化。但是忘瞭去調用super onExsit

這時候CCMenu自己註冊瞭一個事件delegate 就無法釋放導致CCMenu一直無法釋放。當加載到瞭其他場景的時候事件總會不對。就是因為這個導致的

解決辦法自然是調用super onExsit 。因為在這裡他釋放瞭delegate

   這裡給出遊戲的主菜單一張

     

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