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【前言】

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。


【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);
nullptr;
}
bool Sprite::initWithFile( std::string&filename)
{
ASSERT(filename.size()>0, "Invalidfilenameforsprite" );
//加载filename的纹理图片
Texture2D*texture=Director::getInstance()->getTextureCache()->addImage(filename);
(texture)
{
Rectrect=Rect::ZERO;
rect.size=texture->getContentSize();
initWithTexture(texture,rect);
}
return false ;
}
//

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, /uploads/20230530/46c4f3f7360db850647354c431662c8e.jpeg, .pvr 。

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//addImage加载纹理图片
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)
{
autosize=Director::getInstance()->getWinSize();
_labelLoading=Label::createWithTTF( "loading..." "fonts/arial.ttf" ottom:auto!important; float:none!important; height:auto!important; left:auto!important; line-height:1.1em!important; margin:0px!important; outline:0px!important; overflow:visible!important; padding:0px!important; position:static!important; right:auto!important; top:auto!important; vertical-align:baseline!important; width:auto!important; font-family:Consolas,15);
_labelPercent=Label::createWithTTF( "%0" ottom:auto!important; float:none!important; height:auto!important; left:auto!important; line-height:1.1em!important; margin:0px!important; outline:0px!important; overflow:visible!important; padding:0px!important; position:static!important; right:auto!important; top:auto!important; vertical-align:baseline!important; width:auto!important; font-family:Consolas,15);
_labelLoading->setPosition(Point(size.width/2,size.height/2-20));
_labelPercent->setPosition(Point(size.width/2,size.height/2+20));
this ->addChild(_labelLoading);
->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" ottom:auto!important; float:none!important; height:auto!important; left:auto!important; line-height:1.1em!important; margin:0px!important; outline:0px!important; overflow:visible!important; padding:0px!important; position:static!important; right:auto!important; top:auto!important; vertical-align:baseline!important; width:auto!important; font-family:Consolas,CC_CALLBACK_1(TextureCacheTest::loadingCallBack, ));
"Images/grossini.png" ));
"Images/Closenormal.png" ));
....
}
//异步加载的回调函数
void TextureCacheTest::loadingCallBack(cocos2d::Texture2D*texture)
{
++_numberOfLoadedSprites;
char tmp[10];
sprintf (tmp,monospace!important; font-size:1em!important; min-height:inherit!important; color:blue!important; background:none!important">"%%%d" ottom:auto!important; float:none!important; height:auto!important; left:auto!important; line-height:1.1em!important; margin:0px!important; outline:0px!important; overflow:visible!important; padding:0px!important; position:static!important; right:auto!important; top:auto!important; vertical-align:baseline!important; width:auto!important; font-family:Consolas,( int )((( float )_numberOfLoadedSprites/_numberOfSprites)*100));
_labelPercent->setString(tmp);
(_numberOfLoadedSprites==_numberOfSprites)
{
->removeChild(_labelLoading,153)!important; background:none!important">true );
->removeChild(_labelPercent,monospace!important; font-size:1em!important; min-height:inherit!important; background:none!important">);
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(keyname)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();
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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//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.
autoframe_sp=Sprite::createWithSpriteFrameName( "boy1.png" );
->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( std::string&name);
//清除载入精灵帧的字典。如果接收到“MemoryWarning”,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( 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】

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。
addAnimation(Animation*animation,monospace!important; font-size:1em!important; min-height:inherit!important; background:none!important">std::string&name);
//添加动画的plist文件到缓存
addAnimationsWithFile( std::string&plist);
//获得指定名称为name的动画
Animation*getAnimation( std::string&name);
//移除一个指定的动画
removeAnimation( 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,monospace!important; font-size:1em!important; min-height:inherit!important; color:blue!important; background:none!important">"Explosion" //直接从动画缓存中取出"Explosion"动画
Animation*animation=AnimationCache::getInstance()->getAnimation( );
//
【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。

【致谢】

纹理缓存TextureCache

精灵帧缓存SpriteFrameCache

动画缓存AnimationCache

三种缓存类介绍


感谢本文笔者(shahdza)的分享,Cocos引擎中文官网欢迎更多的开发者分享开发经验。来稿请发送至:support@cocos.org

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