Cocos2d-x 3.2中的三种缓存类

发表于2015-08-09
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Cocos引擎主要有三种缓存类:

        > 纹理缓存     : TextureCache

        > 精灵帧缓存 : SpriteFrameCache

        > 动画缓存     : AnimationCache

    缓存的目的就是:先将所需资源(如纹理图片)加载到内存中,之后再次使用该资源的时候,就可以直接从内存中取出,而不需要重新加载。从而减少了CPU和GPU的内存占用。

    本文对参考文献的内容进行了整理与整合,并加入一些自己的观点。


【致谢】

    http://www.cocoachina.com/bbs/read.php?tid-200714.html (纹理缓存TextureCache)

    http://www.cocoachina.com/bbs/read.php?tid-200359.html (精灵帧缓存SpriteFrameCache)

    http://www.cocoachina.com/bbs/read.php?tid-201628.html (动画缓存AnimationCache)

    http://blog.csdn.net/star530/article/details/23612487 (三种缓存类介绍)




【TextureCache】


1、概述

    在游戏中需要加载大量的纹理图片,这些操作都是很耗内存和资源的。

    当游戏中有个界面用到的图片非常多,第一次点进这界面时速度非常慢(因为要加载绘制很多图片)出现卡顿,我们可以使用TextureCache提前异步加载纹理,等加载结束,进入到这个界面再使用这些图片速度就会非常快。

    > Texture2D(纹理)                :即图片加载入内存后供CPU和GPU操作的贴图对象。  

    > TextureCache(纹理缓存):用于加载和管理纹理。一旦纹理加载完成,下次使用时可使用它返回之前加载的纹理,从而减少对GPU和CPU内存的占用。


    当你创建一个精灵Sprite,你一般会使用Sprite::create(fileName)。假如你去看Sprite::create(fileName)的实现方式,你将看到它将这个图片增加到纹理缓存中去了。

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    Sprite* Sprite::create(const std::string& filename)
    {
        Sprite *sprite = new Sprite();
        if (sprite && sprite->initWithFile(filename))
        {
            sprite->autorelease();
            return sprite;
        }
        _SAFE_DELETE(sprite);
        return nullptr;
    }
    bool Sprite::initWithFile(const std::string& filename)
    {
        ASSERT(filename.size()>0, "Invalid filename for sprite");
        // 加载filename的纹理图片
        Texture2D *texture = Director::getInstance()->getTextureCache()->addImage(filename);
        if (texture)
        {
            Rect rect = Rect::ZERO;
            rect.size = texture->getContentSize();
            return initWithTexture(texture, rect);
        }
        return false;
    }
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2、获取TextureCache

    在3.x版本中,TextureCache不再作为单例模式使用。而是作为Director的成员变量,通过以下方式获取。

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    // 获取纹理缓存类 TextureCache
    Director::getInstance()->getTextureCache();
//


3、纹理的加载与获取

    如果文件名以前没有被加载时,它会创建一个新的 Texture2D 对象,它会返回它。它将使用文件名作为key否则,它会返回一个引用先前加载的图像。

    > addImage             :函数会返回一个纹理Texture2D的引用,可能是新加载到内存的,也可能是之前已经存在的。

    > getTextureForKey :获得这个key所对应的纹理缓存,若这个Key对应的纹理不存在,那么就返回nullptr。

    支持的图片格式有: .png,.bmp,.tiff, .jpeg, .pvr 。

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    // addImage 加载纹理图片
    // 支持图片格式: .png, .bmp, .tiff, .jpeg, .pvr
    Texture2D *texture = Director::getInstance()->getTextureCache()->addImage(filename);
     
    // getTextureForKey 获取纹理图片
    Texture2D *texture = Director::getInstance()->getTextureCache()->getTextureForKey(textureKeyName);
//


4、异步加载纹理

    TextureCache类还支持异步加载资源的功能,利用 addImageAsync 方法。你可以很方面地给addImageAsync方法添加一个回调方法,这样,当纹理异步加载结束的时候,可以得到通知。

    支持的图片格式有:.png, .jpg 。

    你可以选择异步加载方式,这样你就可以为loading场景增加一个进度条。

    关键代码如下:

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    TextureCacheTest::TextureCacheTest()
    : _numberOfSprites(20)
    , _numberOfLoadedSprites(0)
    {
        auto size = Director::getInstance()->getWinSize();
        _labelLoading = Label::createWithTTF("loading...""fonts/arial.ttf", 15);
        _labelPercent = Label::createWithTTF("%0""fonts/arial.ttf", 15);
        _labelLoading->setPosition(Point(size.width / 2, size.height / 2 - 20));
        _labelPercent->setPosition(Point(size.width / 2, size.height / 2 + 20));
        this->addChild(_labelLoading);
        this->addChild(_labelPercent);
         
        // 异步加载纹理图片 addImageAsync
        // 加载完纹理后,会执行回调函数
        Director::getInstance()->getTextureCache()->addImageAsync("Images/HelloWorld.png", CC_CALLBACK_1(TextureCacheTest::loadingCallBack, this));
        Director::getInstance()->getTextureCache()->addImageAsync("Images/grossini.png", CC_CALLBACK_1(TextureCacheTest::loadingCallBack, this));
        Director::getInstance()->getTextureCache()->addImageAsync("Images/CloseNormal.png", CC_CALLBACK_1(TextureCacheTest::loadingCallBack, this));
        ....
    }
     
    // 异步加载的回调函数
    void TextureCacheTest::loadingCallBack(cocos2d::Texture2D *texture)
    {
        ++_numberOfLoadedSprites;
         
        char tmp[10];
        sprintf(tmp,"%%%d", (int)(((float)_numberOfLoadedSprites / _numberOfSprites) * 100));
        _labelPercent->setString(tmp);
         
        if (_numberOfLoadedSprites == _numberOfSprites)
        {
            this->removeChild(_labelLoading, true);
            this->removeChild(_labelPercent, true);
            addSprite();
        }
    }
//


5、清理缓存

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    // 释放当前所有引用计数为1的纹理,即目前没有被使用的纹理。
    // 比如新场景创建好后,使用此方法释放没有使用的纹理非常方便。
    Director::getInstance()->getTextureCache()->removeUnusedTextures();
 
    // 通过给定的纹理贴图(texture)的关键名(key name)从缓存中删除该纹理贴图
    Director::getInstance()->getTextureCache()->removeTextureForKey("Images/grossinis.png");
 
    // 清除加载纹理贴图的记录,如果你收到“内存警告”,请调用该方法。 
    // 在短期内 : 会释放一些资源文件来防止你的app出现闪退现象 
    // 在中期内 : 会分配更多资源 
    // 长远来看 : 没有区别
    Director::getInstance()->getTextureCache()->removeAllTextures();
//




【SpriteFrameCache】


1、概述

    SpriteFrameCache 主要服务于多张碎图合并出来的纹理图片。这种纹理在一张大图中包含了多张小图,直接通过TextureCache引用会有诸多不便,因而衍生出来精灵框帧的处理方式,即把截取好的纹理信息保存在一个精灵框帧内,精灵通过切换不同的框帧来显示出不同的图案。

    SpriteFrameCache 内部封装了一个Map<std::string, SpriteFrame*> _spriteFrames对象。(其中key为帧的名称)

    SpriteFrameCache一般用来 处理 plist文件 (这个文件指定了每个独立的精灵在这张“大图”里面的位置和大小),该文件对应一张包含多个精灵的大图,plist文件可以使用TexturePacker制作。

    SpriteFrameCache的常用接口和TextureCache类似,不再赘述了,唯一需要注意的是添加精灵帧的配套文件一个plist文件和一张大的纹理图。


2、获取与销毁SpriteFrameCache

    SpriteFrameCache是一个单例对象,所以获取方法与Director一样。

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    // 获取单例对象
    SpriteFrameCache* cache = SpriteFrameCache::getInstance(); 
 
    // 销毁单例对象
    SpriteFrameCache::destroyInstance();
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3、精灵帧的加载与使用

     通过 addSpriteFramesWithFile 加载 plist文件,将plist文件中的多张小图加载到精灵帧缓存中。

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    // boy.png 里集合了boy1.png,boy2.png这些小图。
    // 参数2 可不写
    SpriteFrameCache *frameCache = SpriteFrameCache::getInstance(); 
    frameCache->addSpriteFramesWithFile("boy.plist""boy.png");    
 
    //从SpriteFrameCache缓存中找到boy1.png这张图片.
    auto frame_sp = Sprite::createWithSpriteFrameName("boy1.png"); 
    this->addChild(frame_sp, 2);
//


4、清理缓存

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    // 从精灵帧缓存中删除一个精灵帧.
    SpriteFrameCache::getInstance()->removeSpriteFrameByName(const std::string &name);
     
    // 清除载入精灵帧的字典。如果接收到“Memory Warning”, 请调用这个方法。
    // 就眼前来说 : 它将释放一些资源来阻止你的应用崩溃掉。
    // 中期的角度 : 它将分配更多的资源。
    // 从长远来说 : 它将变成相同的。
    SpriteFrameCache::getInstance()->removeSpriteFrames();
     
    // 从一个.plist文件移除多个精灵帧。即:存储在这个文件的精灵帧将被删除。
    // 当某个特定的纹理需要被删除时候调用这个方法很方便。
    SpriteFrameCache::getInstance()->removeSpriteFramesFromFile(const std::string &plist);
     
    // 移除与特定的纹理结合的所有的精灵帧。
    // 当某个特定的纹理需要被删除时候调用这个方法很方便。
    SpriteFrameCache::getInstance()->removeSpriteFramesFromTexture(cocos2d::Texture2D *texture);
     
    // 移除没用的精灵帧。保留数为1的精灵帧将被删除。
    // 在开始一个新的场景之后调用这个方法很方便。
    SpriteFrameCache::getInstance()->removeUnusedSpriteFrames();
//


5、SpriteFrameCache  VS.  TextureCache

    SpriteFrameCache精灵框帧缓存。顾名思义,这里缓存的是精灵帧SpriteFrame,它主要服务于多张碎图合并出来的纹理图片(plist文件)。这种纹理在一张大图中包含了多张小图,直接通过TextureCache引用会有诸多不便,因而衍生出来精灵框帧的处理方式,即把截取好的纹理信息保存在一个精灵框帧内,精灵通过切换不同的框帧来显示出不同的图案。

    跟TextureCache功能一样,将SpriteFrame缓存起来,在下次使用的时候直接去取。

    不过跟TextureCache不同的是:如果内存池中不存在要查找的图片,它会提示找不到,而不会去本地加载图片。

    > TextureCache时最底层也是最有效的纹理缓存,缓存的是加载到内存中的纹理资源,也就是图片资源。

    > SpriteFrameCache精灵框帧缓存,缓存的时精灵帧。

    > SpriteFrameCache是基于TextureCache上的封装。缓存的是精灵帧,是纹理指定区域的矩形块。各精灵帧都在同一纹理中,通过切换不同的框帧来显示出不同的图案。




【AnimationCache】


1、概述

    通常情况下,对于一个精灵动画,每次创建时都需要加载精灵帧,然后按顺序添加到数组,再用Animation读取数组创建动画。这是一个非常烦琐的计算过程。而对于使用频率高的动画,例如角色的走动、跳舞等,可以将其加入到AnimationCache中,每次使用都从这个缓存中调用,这样可以有效的降低创建动画的巨大消耗。

    所以将创建好的动画Animation直接放在动画缓存AnimationCache中,当需要执行动画动作时,就直接从动画缓存中拿出来,去创建初始化Animation会非常方便。


2、相关函数

    AnimationCache是一个单例对象,所以获取方法与Director一样。

    通过 AnimationCache::getInstance() 获取单例对象。

    其相关函数如下:

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    // 添加一个动画到缓存,命名为name。
    // name - animation : 是一组 键-值对(key-value) 的关系。
    void addAnimation(Animation *animation, const std::string& name);
 
    // 添加动画的plist文件到缓存
    void addAnimationsWithFile(const std::string& plist);
 
    // 获得指定名称为name的动画
    Animation* getAnimation(const std::string& name);
 
    // 移除一个指定的动画 
    void removeAnimation(const std::string& name);
//


3、使用举例

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    //动画命名为 Explosion,加入到动画缓存中
    Animation* animation = Animation::createWithSpriteFrames(arr, 0.04);
    AnimationCache::getInstance()->addAnimation(animation, "Explosion");
 
    //直接从动画缓存中取出 "Explosion" 动画
    Animation* animation = AnimationCache::getInstance()->getAnimation("Explosion");
//
//




【清理顺序】

    值得注意的是清理的顺序。

    我们推荐 清理顺序 如下:

        > 首先清理,动画缓存AnimationCache,

        > 然后清理,精灵帧缓存SpriteFrameCache,

        > 最后清理,纹理缓存TextureCache。

    按照引用层级由高到低,以保证释放引用有效。

原文链接

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