Cocos2d-x 3.0版本已经发布了rc2，这让这段时间用熟了Cocos2d-x 2.2.2的我也有些蠢蠢欲动。按照触控科技主创人员在CocoaChina2014大会上的讲解，Cocos2d-x 3.0版本相比2.x版本在各方面都有不错的提升，于是乎就想把手头上的一款习作移植到3.0版本引擎下，看看运行效果如何。不过在移植之前，我先来看看 3.0与2.0相比在整体代码结构以及引擎驱动核心方面到底有哪些变化。一旦搞定这些原理，迁移什么都不是问题了。这里以Cocos2d-x 3.0rc0版的Android平台引擎为例。

一、从NativeActivity开始

Cocos2d-x 2.x版本中，游戏的Main Activity继承于引擎实现的Cocos2dxActivity（见《Hello，Cocos2d-x》），Cocos2dxActivity将一个 GLSurfaceView实例set给Window对象，并在为GLSurfaceView设置Renderer实例时创建Renderer Thread(渲染线程）。而Java代码则通过jni将游戏引擎中的C++代码引入。

Cocos2d-x 3.0版本则进一步摆脱Java束缚，当然也有新渲染器设计方面的考虑，3.0版本直接使用了Android NDK中提供的NativeActivity，我们游戏的主Activity(比如cpp-empty-test中的Cocos2dxActivity) 直接从NativeActivity继承：

// tests/cpp-empty-test/proj.android/src/org/cocos2dx/cpp_empty_test/Cocos2dxActivity.java
public class Cocos2dxActivity extends NativeActivity {

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        // TODO Auto-generated method stub
        super.onCreate(savedInstanceState);

        … …

        //2.Set the format of window
        // getWindow().setFormat(PixelFormat.TRANSLUCENT);

    }
}

可以看出这里的Cocos2dxActivity啥也没做，因此整个Cocos2d-x 3.0游戏的起点就应该是NativeActivity了。

NativeActivity是Android专为使用NDK开发Android应用而实现的一个Activity类，通过使用 NativeActivity，开发者可以最大程度地摆脱Java代码的编写，尽可能的使用C++代码。

二、NativeActivity的原理

NativeActivity在Android 2.3版本引入，其核心方法依旧是onCreate，我们一起来看一下(省略部分与分析无关的代码)：

// NativeActivity.java(Android  4.4.2_r1)

@Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        String libname = "main";
        String funcname = "ANativeActivity_onCreate";
        ActivityInfo ai;
        … …

        mNativeContentView = new NativeContentView(this);
        mNativeContentView.mActivity = this;
        setContentView(mNativeContentView);
        mNativeContentView.requestFocus();
        mNativeContentView.getViewTreeObserver()
                          .addOnGlobalLayoutListener(this);
       
        try {
            ai = getPackageManager().getActivityInfo(
                    getIntent().getComponent(),
                    PackageManager.GET_META_DATA);
            if (ai.metaData != null) {
                String ln = ai.metaData.getString(META_DATA_LIB_NAME);
                if (ln != null) libname = ln;
                ln = ai.metaData.getString(META_DATA_FUNC_NAME);
                if (ln != null) funcname = ln;
            }
        } catch (PackageManager.NameNotFoundException e) {
            throw new RuntimeException("Error getting activity info", e);
        }
       
        String path = null;
       
        File libraryFile = new File(ai.applicationInfo.nativeLibraryDir,
                System.mapLibraryName(libname));
        if (libraryFile.exists()) {
            path = libraryFile.getPath();
        }
       
        if (path == null) {
            throw new IllegalArgumentException(
                      "Unable to find native library: " + libname);
        }
       
        byte[] nativeSavedState = savedInstanceState != null
          ? savedInstanceState.getByteArray(KEY_NATIVE_SAVED_STATE) : null;

        mNativeHandle = loadNativeCode(path, funcname, Looper.myQueue(),
                getAbsolutePath(getFilesDir()), getAbsolutePath(getObbDir()),
                getAbsolutePath(getExternalFilesDir(null)),
                Build.VERSION.SDK_INT, getAssets(), nativeSavedState);

        if (mNativeHandle == 0) {
            throw new IllegalArgumentException("Unable to load native library: "
                      + path);
        }
        super.onCreate(savedInstanceState);
    }

从NativeActivity的onCreate代码我们大致可以看出，NativeActivity在游戏对应的原生库(.so)中查找名为"ANativeActivity_onCreate"的函数，并执行该函数。其执行 是通过loadNativeCode这个Jni方法实现的。loadNativeCode在 /core/jni/android_app_NativeActivity.cpp中有实现：

 /core/jni/android_app_NativeActivity.cpp
static jint
loadNativeCode_native(JNIEnv* env, jobject clazz, jstring path, jstring funcName,
        jobject messageQueue,
        jstring internalDataDir, jstring externalDataDir, int sdkVersion,
        jobject jAssetMgr, jbyteArray savedState)
{
    LOG_TRACE("loadNativeCode_native");
    const char* pathStr = env->GetStringUTFChars(path, NULL);
    NativeCode* code = NULL;
    void* handle = dlopen(pathStr, RTLD_LAZY);
    env->ReleaseStringUTFChars(path, pathStr);
    if (handle != NULL) {
        const char* funcStr = env->GetStringUTFChars(funcName, NULL);
        code = new NativeCode(handle, (ANativeActivity_createFunc*)
                dlsym(handle, funcStr));
        env->ReleaseStringUTFChars(funcName, funcStr);
        if (code->createActivityFunc == NULL) {
            LOGW("ANativeActivity_onCreate not found");
            delete code;
            return 0;
        }
        … …
        code->createActivityFunc(code, rawSavedState, rawSavedSize);
        if (rawSavedState != NULL) {
            env->ReleaseByteArrayElements(savedState, rawSavedState, 0);
        }
    }
    return (jint)code;
}

做过系统编程的朋友想必对dlsym都很熟系，这个函数用来从一个打开的.so中(dlopen)获得某个函数对应的代码地址。 code->createActivityFunc则是执行这个函数。

我们在强化一下，费了半天劲儿找到并执行的这个函数的名字是：ANativeActivity_onCreate。 如果你要使用NativeActivity，你就必须提供一份ANativeActivity_onCreate函数的实现。在该函数的实现中， 你要为Activity注册各种生命周期事件以及其他输入事件的回调函数，比如onStart、onResume、onDestroy等。NDK 官方文档中有详细的说明。

不过这样一来，所有的事件处理均在NativeActivity所在的主线程里执行，为了不阻塞主线程的页面刷新以及交互响应，我们需要将这些回 调函数实现的短小精悍，不能拖泥带水，不能“干重活儿”。以前使用SDK时，Android SDK提供了AsyncTask, Handler, Runnable, Thread等诸多手段帮助在后台处理一些“重量级”的事情，但在NDK中，我们该如何处理呢？NDK也为我们提供了一种方案： android_native_app_glue。

android_native_app_glue大致做了这么几件事：
1、实现了ANativeActivity_onCreate函数，注册了 Callback函数；
2、创建一个新的子Thread，用于干重活儿
3、在Main Thread和新线程之间建立了一个管道，用于Main Thread给新线程传递各种事件，以便后者读取并处理。

可以说native_app_glue的存在，进一步降低了 NativeActivity的使用门槛，否则以上诸事均要有开发人员自行实现。

下面结合源码做简单说明：

// android-ndk-r9c/sources/android/native_app_glue/android_native_app_glue.c

void ANativeActivity_onCreate(ANativeActivity* activity,
        void* savedState, size_t savedStateSize) {
    LOGV("Creating: %p\n", activity);
    activity->callbacks->onDestroy = onDestroy;
    activity->callbacks->onStart = onStart;
    activity->callbacks->onResume = onResume;
    activity->callbacks->onSaveInstanceState = onSaveInstanceState;
    activity->callbacks->onPause = onPause;
    activity->callbacks->onStop = onStop;
    activity->callbacks->onConfigurationChanged = onConfigurationChanged;
    activity->callbacks->onLowMemory = onLowMemory;
    activity->callbacks->onWindowFocusChanged = onWindowFocusChanged;
    activity->callbacks->onNativeWindowCreated = onNativeWindowCreated;
    activity->callbacks->onNativeWindowDestroyed = onNativeWindowDestroyed;
    activity->callbacks->onInputQueueCreated = onInputQueueCreated;
    activity->callbacks->onInputQueueDestroyed = onInputQueueDestroyed;

    activity->instance = android_app_create(activity, savedState, savedStateSize);
}

static struct android_app* android_app_create(ANativeActivity* activity,
        void* savedState, size_t savedStateSize) {
    struct android_app* android_app = (struct android_app*)malloc(sizeof(struct android_app));
    memset(android_app, 0, sizeof(struct android_app));
    android_app->activity = activity;

    pthread_mutex_init(&android_app->mutex, NULL);
    pthread_cond_init(&android_app->cond, NULL);

    … …
    int msgpipe[2];
    if (pipe(msgpipe)) {
        LOGE("could not create pipe: %s", strerror(errno));
        return NULL;
    }
    android_app->msgread = msgpipe[0];
    android_app->msgwrite = msgpipe[1];

    pthread_attr_t attr;
    pthread_attr_init(&attr);
    pthread_attr_setdetachstate(&attr, PTHREAD_CREATE_DETACHED);
    pthread_create(&android_app->thread, &attr, android_app_entry, android_app);

    // Wait for thread to start.
    pthread_mutex_lock(&android_app->mutex);
    while (!android_app->running) {
        pthread_cond_wait(&android_app->cond, &android_app->mutex);
    }
    pthread_mutex_unlock(&android_app->mutex);

    return android_app;
}

上面的android_app_create创建了子线程，建立了两个线程的pipe，新线程的入口是android_app_entry：

static void* android_app_entry(void* param) {
    struct android_app* android_app = (struct android_app*)param;

    android_app->config = AConfiguration_new();
    AConfiguration_fromAssetManager(android_app->config,
             android_app->activity->assetManager);

    print_cur_config(android_app);

    android_app->cmdPollSource.id = LOOPER_ID_MAIN;
    android_app->cmdPollSource.app = android_app;
    android_app->cmdPollSource.process = process_cmd;
    android_app->inputPollSource.id = LOOPER_ID_INPUT;
    android_app->inputPollSource.app = android_app;
    android_app->inputPollSource.process = process_input;

    ALooper* looper = ALooper_prepare(
                      ALOOPER_PREPARE_ALLOW_NON_CALLBACKS);
    ALooper_addFd(looper, android_app->msgread,
                  LOOPER_ID_MAIN,
                  ALOOPER_EVENT_INPUT, NULL,
                  &android_app->cmdPollSource);
    android_app->looper = looper;

    pthread_mutex_lock(&android_app->mutex);
    android_app->running = 1;
    pthread_cond_broadcast(&android_app->cond);
    pthread_mutex_unlock(&android_app->mutex);

    android_main(android_app);

    android_app_destroy(android_app);
    return NULL;
}

新线程建立了事件处理设施(looper)，并通知主线程（通过条件变量）app正式开始运行了(running = 1)，之后进入android_main。

Cocos2d-x 3.0采用的就是android_native_app_glue这 种方案，而android_main则是Cocos2d-x 3.0引擎层的入口。

//cocos/2d/platform/android/Android.mk

LOCAL_WHOLE_STATIC_LIBRARIES    := android_native_app_glue cocos_png_static cocos_jpeg_static cocos_tiff_static cocos_webp_static
$(call import-module,android/native_app_glue)

三、走进引擎

从android_main函数开始，我们就进入了Cocos2d-x 3.0引擎的范畴。android_main函数比较长，我们挑重点说：

cocos/2d/platform/android/nativeactivity.cpp

void android_main(struct android_app* state) {
    … …

    memset(&engine, 0, sizeof(engine));
    state->userData = &engine;
    state->onAppCmd = engine_handle_cmd;
    state->onInputEvent = engine_handle_input;
    state->inputPollSource.process = process_input;
    engine.app = state;

    // Prepare to monitor accelerometer
    … …

    while (1) {
        // Read all pending events.
        int ident;
        int events;
        struct android_poll_source* source;

        // If not animating, we will block forever waiting for events.
        // If animating, we loop until all events are read, then continue
        // to draw the next frame of animation.
        while ((ident=ALooper_pollAll(engine.animating ? 0 : -1,
                NULL, &events,
                (void**)&source)) >= 0) {

            // Process this event.
            if (source != NULL) {
                source->process(state, source);
            }
            … …
            // Check if we are exiting.
            if (state->destroyRequested != 0) {
                engine_term_display(&engine);

                memset(&engine, 0, sizeof(engine));
                s_methodInitialized = false;
                return;
            }
        }

        if (engine.animating) {
            // Done with events; draw next animation frame.
            engine.state.angle += .01f;
            if (engine.state.angle > 1) {
                engine.state.angle = 0;
            }

            // Drawing is throttled to the screen update rate, so there
            // is no need to do timing here.
            LOG_RENDER_DEBUG("android_main : engine.animating");
            engine_draw_frame(&engine);
        } else {
            LOG_RENDER_DEBUG("android_main : !engine.animating");
        }
        …
    }
}

android_main有些像cocos2d-x 2.2.2中GLThread的guardedRun方法，里面基本上就是一个死循环(while (1))，简化后的逻辑大致如下：

void android_main(struct android_app* state) {
    while (1) {
        Do Main Thread Event Processing & Input Event Processing;
        if (engine.animating) {
            // draw next animation frame 画下一帧
            engine_draw_frame(&engine);
        }
    }
}

而引擎的初始化和帧渲染就是在这个死循环中一步步完成的。

引擎的初始化始于APP_CMD_INIT_WINDOW事件，在engine_handle_cmd中，我们可以看到：

static void engine_handle_cmd(struct android_app* app, int32_t cmd)
{
    struct engine* engine = (struct engine*)app->userData;
    switch (cmd) {
        … …
        case APP_CMD_INIT_WINDOW:
            // The window is being shown, get it ready.
            if (engine->app->window != NULL) {
                cocos_dimensions d = engine_init_display(engine);
                if ((d.w > 0) &&
                    (d.h > 0)) {
                    cocos2d::JniHelper::setJavaVM(app->activity->vm);
                    cocos2d::JniHelper::setClassLoaderFrom(app->activity->clazz);

                    // call Cocos2dxHelper.init()
                    cocos2d::JniMethodInfo ccxhelperInit;
                    if (!cocos2d::JniHelper::getStaticMethodInfo(ccxhelperInit,
                                             "org/cocos2dx/lib/Cocos2dxHelper",
                                             "init",
                                             "(Landroid/app/Activity;)V")) {
                        LOGI("cocos2d::JniHelper::getStaticMethodInfo(ccxhelperInit) FAILED");
                    }
                    ccxhelperInit.env->CallStaticVoidMethod(ccxhelperInit.classID,
                                                            ccxhelperInit.methodID,
                                                            app->activity->clazz);

                    cocos_init(d, app);
                }
                engine->animating = 1;
                engine_draw_frame(engine);
            }
            break;
           … …
    }
}

当收到主线程通知的窗口建立事件时，engine_handle_cmd的APP_CMD_INIT_WINDOW事件处理函数主要做了两件事：
1、调用engine_init_display初始化EGL；
2、调用cocos_init初始化引擎的主要角色。

这里进入到引擎初始化的前提是“engine->app->window != NULL”。而app->window的设置是在native_app_glue中进行的，大致流程是：
Main Thread：
onNativeWindowCreated
    -> android_app_set_window
    -> android_app->pendingWindow = window;
    -> android_app_write_cmd(android_app, APP_CMD_INIT_WINDOW);

Sub Thread:
process_cmd
    -> android_app_pre_exec_cmd
        -> android_app->window = android_app->pendingWindow;
        -> engine_handle_cmd(即app->onAppCmd回调)，此时android_app->window != NULL。

四、引擎初始化

前面说过，引擎初始化包括两部分：engine_init_display和cocos_init，我们分别来说说。

1、engine_init_display

//cocos/2d/platform/android/nativeactivity.cpp

static cocos_dimensions engine_init_display(struct engine* engine)
{
    cocos_dimensions r;
    … …

    EGLDisplay display = eglGetDisplay(EGL_DEFAULT_DISPLAY);

    eglInitialize(display, 0, 0);
    eglChooseConfig(display, attribs, &config, 1, &numConfigs);
    eglGetConfigAttrib(display, config, EGL_NATIVE_VISUAL_ID, &format);

    ANativeWindow_setBuffersGeometry(engine->app->window, 0, 0, format);

    surface = eglCreateWindowSurface(display, config, engine->app->window, NULL);

    const EGLint eglContextAttrs[] =
    {
        EGL_CONTEXT_CLIENT_VERSION, 2,
        EGL_NONE
    };

    context = eglCreateContext(display, config, NULL, eglContextAttrs);

    if (eglMakeCurrent(display, surface, surface, context) == EGL_FALSE) {
        LOGW("Unable to eglMakeCurrent");
        return r;
    }

    eglQuerySurface(display, surface, EGL_WIDTH, &w);
    eglQuerySurface(display, surface, EGL_HEIGHT, &h);

    engine->display = display;
    engine->context = context;
    engine->surface = surface;
    engine->width = w;
    engine->height = h;
    engine->state.angle = 0;

    r.w = w;
    r.h = h;

    return r;
}

这段代码应该是典型的EGL初始化流程，几乎每本有关EGL或opengl es的教程中都会有类似描述。个人对opengl以及EGL了解不多，从一些书籍或网络资料中大致得到如下一些理解：

首先，Android下每个Activity都会有对应窗口(Window)以及View，View就是显示在屏幕上的内容。NativeActivity初始化时设置了一个NativeContentView（View的子类）：

// android/app/NativeActivity.java

static class NativeContentView extends View {
        NativeActivity mActivity;

        public NativeContentView(Context context) {
            super(context);
        }

        public NativeContentView(Context context,
                           AttributeSet attrs) {
            super(context, attrs);
        }
    }

protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        … …
        mNativeContentView = new NativeContentView(this);
        mNativeContentView.mActivity = this;
        setContentView(mNativeContentView);
        … …
}

但Cocos2d-x显然不会使用这个View，而是直接在窗口用opengl绘图。EGL大致有三个元素：Context、Display以及 Surface。它们之间的大致关系是：EGL通过Context指挥opengl在Surface画布（一种帧缓冲FrameBuffer）上绘制，绘 制完成后再Swap到窗口的Display显示器上去，这样我们就能看到绘制的图像了。2D游戏引擎的渲染器用的都是这个原理。关于上述EGL初始化的具 体调用含义这里就不赘述了，大家如要深入了解，可以找本OpenGL ES相关的书去看看。

2、cocos_init

static void cocos_init(cocos_dimensions d, struct android_app* app)
{
    LOGI("cocos_init(…)");
    pthread_t thisthread = pthread_self();
    LOGI("pthread_self() = %X", thisthread);

    cocos2d::FileUtilsAndroid::setassetmanager(app->activity->assetManager);

    auto director = cocos2d::Director::getInstance();
    auto glview = director->getOpenGLView();
    if (!glview)
    {
        glview = cocos2d::GLView::create("Android app");
        glview->setFrameSize(d.w, d.h);
        director->setOpenGLView(glview);

        cocos_android_app_init(app);

        cocos2d::Application::getInstance()->run();
    }
    else
    {
        cocos2d::GL::invalidateStateCache();
        cocos2d::ShaderCache::getInstance()->reloadDefaultShaders();
        cocos2d::DrawPrimitives::init();
        cocos2d::VolatileTextureMgr::reloadAllTextures();

        cocos2d::EventCustom foregroundEvent(EVENT_COME_TO_FOREGROUND);
        director->getEventDispatcher()->dispatchEvent(&foregroundEvent);
        director->setGLDefaultValues();
    }
}

分析过Cocos2d-x 2.x版本引擎结构的朋友对这段代码一定比较眼熟，没错，在2.x版本中这段代码是放在游戏项目的proj.android/jni/下的，在jni方法Java_org_cocos2dx_lib_Cocos2dxRenderer_nativeInit中我们可以看到类似代码。

在cocos_init中我们看到了Cocos2d-x游戏引擎的一个重要角色Director的创建和初始化：

auto director = cocos2d::Director::getInstance();

//cocos/2d/CCDirector.cpp

bool Director::init(void)
{
    setDefaultValues();

    … …

    _openGLView = nullptr;

    _contentScaleFactor = 1.0f;

    // scheduler
    _scheduler = new Scheduler();
    // action manager
    _actionManager = new ActionManager();
    _scheduler->scheduleUpdate(_actionManager,
                   Scheduler::PRIORITY_SYSTEM, false);

    _eventDispatcher = new EventDispatcher();
    _eventAfterDraw = new EventCustom(EVENT_AFTER_DRAW);
    _eventAfterDraw->setUserData(this);
    _eventAfterVisit = new EventCustom(EVENT_AFTER_VISIT);
    _eventAfterVisit->setUserData(this);
    _eventAfterUpdate = new EventCustom(EVENT_AFTER_UPDATE);
    _eventAfterUpdate->setUserData(this);
    _eventProjectionChanged = new EventCustom(EVENT_PROJECTION_CHANGED);
    _eventProjectionChanged->setUserData(this);

    //init TextureCache
    initTextureCache();

    _renderer = new Renderer;
    _console = new Console;

    return true;
}

诸多引擎基础设施都是在Director::init中被初始化的，这里最重要的就是Renderer了，这个就是Cocos2d-x 3.0新实现的渲染器。

Director初始化后，_openGLView == NULL，后续cocos_init调用cocos2d::GLView::create("Android app")创建GLView，并set到Director中。这个View似乎更多是用来辅助处理屏幕适配以及触屏事件处理的。

cocos_init最后调用了cocos_android_app_init(app)，这个函数实现在你的游戏工程中，以cpp-empty- test为例，在tests/cpp-empty-test/proj.android/jni/main.cpp中我们看到了该函数的实现：

void cocos_android_app_init (struct android_app* app) {
    LOGD("cocos_android_app_init");
    AppDelegate *pAppDelegate = new AppDelegate();
}

我们已经进入游戏业务逻辑层了。和Cocos2d-x 2.x版本一样，Classes/AppDelegate.cpp中的 AppDelegate::applicationDidFinishLaunching依旧是我们初始化我们游戏业务逻辑层的入口。而这一入口函数是在 cocos_init中的cocos2d::Application::getInstance()->run()调用时被调用的。

// /cocos/2d/platform/android/CCApplication.cpp
int Application::run()
{
    // Initialize instance and cocos2d.
    if (! applicationDidFinishLaunching())
    {
        return 0;
    }

    return -1;
}

至此，我们又回到了熟悉的游戏业务逻辑层，也就是你的游戏project中。

五、到底发生了哪些重要变化

之前听说Cocos2d-x 3.0引擎的一个重要改造就是尽可能利用多线程，利用硬件的多核来提升游戏渲染性能。这给我的错觉是Renderer Thread完全独立出去，只负责渲染。但实际发布的版本似乎并不是这么回事。Cocos2d-x 2.x版本是两个线程，3.0版本依旧是两个线程，从cpp-empty-test运行的logcat日志也能看出来：

04-21 07:36:52.779  1522  1522 D dalvikvm: Late-enabling CheckJNI
04-21 07:36:52.783  1522  1522 I dalvikvm: Enabling JNI app bug workarounds for target SDK version 9…
04-21 07:36:52.783   561   573 I ActivityManager: Start proc org.cocos2dx.cpp_empty_test for activity org.cocos2dx.cpp_empty_test/.            Cocos2dxActivity: pid=1522 uid=10056 gids={50056}
04-21 07:36:53.047  1522  1535 D libEGL  : loaded /system/lib/egl/libEGL_genymotion.so
04-21 07:36:53.047  1522  1535 D         : HostConnection::get() New Host Connection established 0xb918a7c8, tid 1535
04-21 07:36:53.071  1522  1535 D libEGL  : loaded /system/lib/egl/libGLESv1_CM_genymotion.so
04-21 07:36:53.083  1522  1535 D libEGL  : loaded /system/lib/egl/libGLESv2_genymotion.so
04-21 07:36:53.143  1522  1535 D JniHelper: JniHelper::setJavaVM(0xb903a730), pthread_self() = B9180250
04-21 07:36:53.155  1522  1535 I cocos2dx/nativeactivity.cpp: cocos_init(…)
… …
04-21 07:36:53.395  1522  1535 D main    : cocos_android_app_init
04-21 07:36:53.419  1522  1535 D CCFileUtilsAndroid.cpp: relative path = ipadhd/CloseNormal.png
04-21 07:36:53.427  1522  1535 D CCFileUtilsAndroid.cpp: relative path = ipadhd/CloseSelected.png
04-21 07:36:53.439  1522  1535 D cocos2d-x debug info: cocos2d: fullPathForFilename: No file found at Arial. Possible missing file.
04-21 07:36:53.447  1522  1535 D dalvikvm: GC_FOR_ALLOC freed 64K, 4% free 3455K/3584K, paused 7ms, total 7ms
04-21 07:36:53.467  1522  1535 D CCFileUtilsAndroid.cpp: relative path = ipadhd/HelloWorld.png
04-21 07:36:54.003  1522  1535 I cocos2dx/nativeactivity.cpp: engine_draw_frame(…)
04-21 07:36:54.003  1522  1535 I cocos2dx/nativeactivity.cpp: pthread_self() = B9180250
04-21 07:36:54.003  1522  1535 I cocos2dx/nativeactivity.cpp: engine_draw_frame : just called cocos' mainLoop()
04-21 07:36:54.051  1522  1535 I cocos2dx/nativeactivity.cpp: android_main : engine.animating
04-21 07:36:54.051  1522  1535 I cocos2dx/nativeactivity.cpp: engine_draw_frame(…)
04-21 07:36:54.051  1522  1535 I cocos2dx/nativeactivity.cpp: pthread_self() = B9180250
… …
04-21 07:36:56.507  1522  1535 I Process : Sending signal. PID: 1522 SIG: 9

可以看出NativeActivity所在的主线程号为1522，但绝大多数工作都在1535这个渲染线程，也就是native_app_glue库中创 建的那个线程。Scene Graph管理和Renderer::render依旧都在该Thread内完成，这似乎也很难有效并充分的利用起多核的效能啊。cpp-empty- test在我的genymotion模拟器上跑时，帧数始终在50帧左右。

不过Renderer的确是重写的，并且将2.x版本中Scene Graph的管理与渲染之间的耦合解耦开来。每帧按Scene Graph Visit Node时并不真正执行渲染，而只是构造DrawCommand，并插入到Renderer的DrawCommand队列中：

// draw

void Sprite::draw(Renderer *renderer, const kmMat4 &transform, bool transformUpdated)
{
    // Don't do calculate the culling if the transform was not updated
    _insideBounds = transformUpdated ? isInsideBounds() : _insideBounds;

    if(_insideBounds)
    {
        _quadCommand.init(_globalZOrder, _texture->getName(), _shaderProgram, _blendFunc, &_quad, 1, transform);
        renderer->addCommand(&_quadCommand);
#if CC_SPRITE_DEBUG_DRAW
        _customDebugDrawCommand.init(_globalZOrder);
        _customDebugDrawCommand.func = CC_CALLBACK_0(Sprite::drawDebugData, this);
        renderer->addCommand(&_customDebugDrawCommand);
#endif //CC_SPRITE_DEBUG_DRAW
    }
}

在Director::drawScene尾部我们能看到真正的渲染动作render()被调用：

void Director::drawScene()
{
    … …
    // draw the scene
    if (_runningScene)
    {
        _runningScene->visit(_renderer, identity, false);
        _eventDispatcher->dispatchEvent(_eventAfterVisit);
    }

    _renderer->render();
    _eventDispatcher->dispatchEvent(_eventAfterDraw);

    kmGLPopMatrix();

    _totalFrames++;

    // swap buffers
    if (_openGLView)
    {
        _openGLView->swapBuffers();
    }

    if (_displayStats)
    {
        calculateMPF();
    }
}

这里我们看到了 _openGLView->swapBuffers()，但该方法的具体实现为空，真正swapBuffers调用在外层：

static void engine_draw_frame(struct engine* engine)
{
    LOG_RENDER_DEBUG("engine_draw_frame(…)");
    pthread_t thisthread = pthread_self();
    LOG_RENDER_DEBUG("pthread_self() = %X", thisthread);

    if (engine->display == NULL) {
        // No display.
        LOGW("engine_draw_frame : No display.");
        return;
    }

    dispatch_pending_runnables();
    cocos2d::Director::getInstance()->mainLoop();
    LOG_RENDER_DEBUG("engine_draw_frame : just called cocos' mainLoop()");

    /* // Just fill the screen with a color. */
    /* glClearColor(((float)engine->state.x)/engine->width, engine->state.angle, */
    /*         ((float)engine->state.y)/engine->height, 1); */
    /* glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT); */

    if (s_pfEditTextCallback && editboxText)
    {
        s_pfEditTextCallback(editboxText, s_ctx);
        free(editboxText);
        editboxText = NULL;
    }

    eglSwapBuffers(engine->display, engine->surface);
}

还记得android_main中的“死循环”么？那个死循环在每一帧都会调用engine_draw_frame方法，而这恰是整个Cocos2d-x 3.0引擎的驱动中心。

通过汇集各个Node的DrawCommand而不是直接Draw，新渲染器可以做一些优化，比如Batch Renderer等。这在上一版本引擎中较难实现，或者只能显式的通过CCSpriteBatchNode实现。更多的好处可以参考官方说明，或待日后使 用引擎时挖掘。

六、其他

Cocos2d-x 3.0引擎的C++部分采用了C++ 11标准中的语法，因此如果你要编译Linux版本游戏，你需要升级你的gcc编译器到4.7以上版本。但如果只构建Android 游戏，Android NDK(r9c以后版本)早为我们准备好了arm和x86平台的4.8版本的g++编译器了。

Cocos2d-x 3.0的内存管理依旧沿用内存计数机制，如果你理解了2.x版本的内存管理，理解3.0版本应该不会有太大问题。

七、参考资料
 
  – Android NDK源码（r9c)
  -  Cocos2d-x 3.0rc1源码
  – Android SDK源码（4.4.2_r1)
  – 《Android Native Development Kit Cookbook — A step-by-step tutorial with more than 60 concise recipes on Android NDK development skills》。

近期研究了一下Game App做社交分享，最后选择了ShareSDK来集成，不仅是因为ShareSDK支持国内外主流社交平台，更重要的是ShareSDK提供了专门的 cocos2d-x集成方案，有专门的文档和代码Demo供开发者参考。

文档中提到了三种集成方式：纯Java方式、plugin-x方式以及Cocos2d-x专用组件方式，这里选择了ShareSDK Cocos2d-x专用组件（v2.3.7版本)的方式。按照文档中描述的步骤进行的相对顺利，在各个社交平台的appkey生效后，我们对demo app进行了测试，居然发现app经常随机性的崩溃，有时甚至是每次都崩溃，经过深入分析，发现这是ShareSDK Cocos2d-x专用组件的一个严重Bug，下面详细说明一下Bug的产生原因以及Fix方法。

一、App崩溃的场景和代码位置

发生崩溃的场景如下：
    App Demo中有一个"Share"按钮，点击该按钮，App Demo向已经授权的社交平台分享一些Test Content，而App Demo就在收到分享结果应答时发生了崩溃。

代码位置大致如下：

void AppDemo::onShareClick(CCObject* sender)
{
    … …
    C2DXShareSDK::showShareMenu(NULL, content,
                                CCPointMake(100, 100),
                                C2DXMenuArrowDirectionLeft,
                                shareResultHandler);
}

void shareResultHandler(C2DXResponseState state, C2DXPlatType platType,
                        CCDictionary *shareInfo, CCDictionary *error)
{
    switch (state) {
        case C2DXResponseStateSuccess:
            CCLog("Share Ok");
            break;
        case C2DXResponseStateFail:
            CCLog("Share Failed");
            break;
        default:
            break;
    }
}

崩溃的位置大致就在回调shareResultHandler前后的某个位 置，比较随机。

二、现象分析

通过查看Eclipse logcat窗口的调试日志，我们发现一些规律，一些在“Share Ok后的崩溃打印出如下日志：

04-16 01:28:33.890: D/cocos2d-x debug info(1748): Share Ok
04-16 01:28:34.090: D/cocos2d-x debug info(1748): Assert failed: reference count should greater than 0
04-16 01:28:34.090: E/cocos2d-x assert(1748): /home1/tonybai/android-dev/cocos2d-x-2.2.2/samples/Cpp/temp/AppDemo/proj.android/../../../../../cocos2dx/cocoa/CCObject.cpp function:release line:81
04-16 01:28:34.130: A/libc(1748): Fatal signal 11 (SIGSEGV) at 0×00000003 (code=1), thread 1829 (Thread-122)

猜测一下，似乎是某个CCObject在真正Release前已经被释放了，然后后续被引用时触发内存非法访问。Cocos2d-x采用的是内存 计数的内存管理机制，在我的《Cocos2d-x内存管理-绕不过去的坎》一文中有描述。了解Cocos2d-x的内存管理机制是理解这个Bug 的前提条件。

三、原因分析

看来不得不挖掘一下ShareSDK组件的代码了。AppDemo中ShareSDK组件的代码分为两个部分：AppDemo/Classes /C2DXShareSDK和AppDemo/proj.android/src/cn/sharesdk。前者是C++代码，后面则是Java 代码，两者通过jni调用联系在一起。我们重点来找出分享应答返回来时的关键联系。

集成ShareSDK的Cocos2d-x程序会在主Activity的onCreate方法中调用ShareSDKUtils.prepare();

我们来看看prepare方法的实现：

//AppDemo/proj.android/src/cn/sharesdk/ShareSDKUtils.java

public class ShareSDKUtils {
    private static boolean DEBUG = true;
    private static Context context;
    private static PlatformActionListener paListaner;
    private static Hashon hashon;
    … …
   
    public static void prepare() {
        UIHandler.prepare();
        context = Cocos2dxActivity.getContext().getApplicationContext();
        hashon = new Hashon();
        final Callback cb = new Callback() {
            public boolean handleMessage(Message msg) {
                onJavaCallback((String) msg.obj);
                return false;
            }
        };

        paListaner = new PlatformActionListener() {
            public void onComplete(Platform platform, int action, HashMap<String, Object> res) {
                if (DEBUG) {
                    System.out.println("onComplete");
                    System.out.println(res == null ? "" : res.toString());
                }
                HashMap<String, Object> map = new HashMap<String, Object>();
                map.put("platform", ShareSDK.platformNameToId(platform.getName()));
                map.put("action", action);
                map.put("status", 1); // Success = 1, Fail = 2, Cancel = 3
                map.put("res", res);
                Message msg = new Message();
                msg.obj = hashon.fromHashMap(map);
                UIHandler.sendMessage(msg, cb);
            }

    … …
}

可以看出监听Complete事件的listener将message的处理都交给了cb，而cb调用了onJavaCallback方法。

onJavaCallback方法是jni导出的方法，它的实现在 AppDemo/Classes/C2DXShareSDK/Android/ShareSDKUtils.cpp里面。

JNIEXPORT void JNICALL Java_cn_sharesdk_ShareSDKUtils_onJavaCallback
  (JNIEnv * env, jclass thiz, jstring resp) {
    CCJSONConverter* json = CCJSONConverter::sharedConverter();
    const char* ccResp = env->GetStringUTFChars(resp, JNI_FALSE);
    CCLog("ccResp = %s", ccResp);
    CCDictionary* dic = json->dictionaryFrom(ccResp);
    env->ReleaseStringUTFChars(resp, ccResp);
    CCNumber* status = (CCNumber*) dic->objectForKey("status"); // Success = 1, Fail = 2, Cancel = 3
    CCNumber* action = (CCNumber*) dic->objectForKey("action"); //  1 = ACTION_AUTHORIZING,  8 = ACTION_USER_INFOR,9 = ACTION_SHARE
    CCNumber* platform = (CCNumber*) dic->objectForKey("platform");
    CCDictionary* res = (CCDictionary*) dic->objectForKey("res");
    // TODO add codes here
    if(1 == status->getIntValue()){
        callBackComplete(action->getIntValue(), platform->getIntValue(), res);
    }else if(2 == status->getIntValue()){
        callBackError(action->getIntValue(), platform->getIntValue(), res);
    }else{
        callBackCancel(action->getIntValue(), platform->getIntValue(), res);
    }

    dic->autorelease();
}

这就是两块代码的关键联系。而问题似乎就出在onJavaCallback方 法里，因为我们看到了该方法中使用了Cocos2d-x的数据结构类。

我们来看一下onJavaCallback方法是在哪个线程里执行的。Cocos2d-x App至少有两个线程，一个UI Thread（Activity），一个Render Thread。显然onJavaCallback是在UI Thread中被执行的。但是我们知道Cocos2d-x的AutoreleasePool是在Render Thread中管理的，并在帧切换时进行释放操作的。

我们似乎闻到了问题的味道。Cocos2d-x基本上算是一个"单线程"游戏架构，所有的渲染操作、渲染树节点逻辑管理、绝大多数游戏逻辑都在 Render Thread中进行，UI Thread更多的是接收系统事件，并传递给Render Thread处理。Cocos2d-x的内存管理在这样的“单线程”背景下是没有大问题的，都是串行操作，不存在thread racing的情况。但一旦另外一个线程也调用内存管理接口进行对象内存操作时，问题就出现了，Cocos2d-x的内存池管理不是线程安全的。

我们回到上面代码，重点看一下json转dic的方法，该方法将分享应答字符串转换为内部的dictionary结构：

//AppDemo/Classes/C2DXShareSDK/Android/JSON/CCJSONConverter.cpp

CCDictionary * CCJSONConverter::dictionaryFrom(const char *str)
{
    cJSON * json = cJSON_Parse(str);
    if (!json || json->type!=cJSON_Object) {
        if (json) {
            cJSON_Delete(json);
        }
        return NULL;
    }
    CCAssert(json && json->type==cJSON_Object, "CCJSONConverter:wrong json format");
    CCDictionary * dictionary = CCDictionary::create();
    convertJsonToDictionary(json, dictionary);
    cJSON_Delete(json);
    return dictionary;
}

void CCJSONConverter::convertJsonToDictionary(cJSON *json, CCDictionary *dictionary)
{
    dictionary->removeAllObjects();
    cJSON * j = json->child;
    while (j) {
        CCObject * obj = getJsonObj(j);
        dictionary->setObject(obj, j->string);
        j = j->next;
    }
}

CCObject * CCJSONConverter::getJsonObj(cJSON * json)
{
    switch (json->type) {
        case cJSON_Object:
        {
            CCDictionary * dictionary = CCDictionary::create();           
            convertJsonToDictionary(json, dictionary);
            return dictionary;
        }
        case cJSON_Array:
        {
            CCArray * array = CCArray::create();
            convertJsonToArray(json, array);
            return array;
        }
        case cJSON_String:
        {
            CCString * string = CCString::create(json->valuestring);
            return string;
        }
        case cJSON_Number:
        {
            CCNumber * number = CCNumber::create(json->valuedouble);
            return number;
        }
        case cJSON_True:
        {
            CCNumber * boolean = CCNumber::create(1);
            return boolean;
        }
        case cJSON_False:
       {
            CCNumber * boolean = CCNumber::create(0);
            return boolean;
        }
        case cJSON_NULL:
        {
            CCNull * null = CCNull::create();
            return null;
        }
        default:
        {
            CCLog("CCJSONConverter encountered an unrecognized type");
            return NULL;
        }
    }
}

可以看出整个解析过程，都直接用的是传统的Cocos2d-x对象构造方法：create。在每个对象的create中，代码都会调用该对象的 autorelease方法。而这个方法本身就是线程不安全的，且即便autorelease调用ok，在下一帧切换时，这些对象将都会被release 掉，如果在UI Thread中再引用这些对象的地址，那势必造成内存的非法访问，而引发程序崩溃。

四、Fix方法

可能有朋友会问，create后，我retain一下可否？答案是否。因此create的创建不是线程安全的，create和retain两个调 用之间存在时间差，而在这段时间内，该对象就有可能被render thread释放掉。

Fix方法很简单，就是在UI Thread中不使用Cocos2d-x的内存管理机制，我们用传统的new来替代create，并将 Java_cn_sharesdk_ShareSDKUtils_onJavaCallback最后的autorelease改为release，这样就 不用劳烦Render Thread来帮我们释放内存了。CCDictionary的destructor调用时还会将Dictionarny内部所有Element自动释放 掉。