IOS 記憶體最佳化和調試技巧

　　基礎部分

　　1： 圖片記憶體大小小結

　　a: 圖片：是佔用記憶體的大戶，尤其是手機遊戲圖片資源眾多。對圖片資源在記憶體中佔用量的計算成為J2ME遊戲開發人員的經常性工作，CoCoMo來解釋一下如何計算圖片在記憶體中的佔用量：記憶體佔用量=寬*高*像素位元組數，其中像素位元組數因機型而異。

　　例如一張64*64的圖片在7210上的記憶體佔用量=64*64*1.5=6144(位元組)=6K、在S60上的記憶體佔用量=64*64*2=8192 (位元組)=8K。像素位元組數因機型而異，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 查看圖片記憶體的問題

　　如果使用的是模擬器那麼預設是小螢幕的，所以最大圖片是1024 *1024 * 4 = 4 M (1024 是圖片的寬高， 4表示的是圖片的儲存類型為4位元組的。也就是 RGBA8888)

　　如果你載入了圖片那麼就是使用了4M的記憶體。如果你需要渲染那麼還需要4M的記憶體。

　　載入一般都是 **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 (具體細說一些執行個體如下)

　　->比如你是cocos2d使用者的會看到 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 ，只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(具體細說一些執行個體如下)

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

　　-> 建立的時候調用autorelease 。注意：如果你的對象是局部對象，而且建立的時候使用的是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了)

　　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與圖片記憶體

　　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，佔用的記憶體與一張1024*2048的圖片是一致的。圖片佔用記憶體大小的計算的公式是;長*寬*4。這樣一張512*512佔用的記憶體就是 512*512*4 = 1M。其他尺寸以此類推。(ps:IOS上支援的最大尺寸為2048*2048)。

　　，cocos2d-x的圖片緩衝

　　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都會將這張圖片載入到緩衝中。如果是第一次載入這個圖片，那就會先將這張圖片載入到緩衝，然後從緩衝讀取。如果緩衝中已經存在，則直接從緩衝中提取，免除了載入過程。

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

　　CCSpriteFrameCache載入的是一張拼接過的大圖，每一個小圖只是大圖中的一個地區，這些地區資訊都在plist檔案中儲存。用的時候只需要根據小圖的名稱就可以載入到這個地區。

　　CCTextureCache 是普通的圖片緩衝，我們所有直接載入的圖片都會預設放到這個緩衝中，以提高調用效率。

　　因此，每次載入一張圖片，或者通過plist載入一張拼接圖時，都會將整張圖片載入到記憶體中。如果不去釋放，那就會一直佔用著。

　　三，渲染記憶體。

　　不要以為，計算記憶體時，只計算載入到緩衝中的記憶體就可以了。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，增加了大約4M的記憶體。然後接著調用

　　addChild(pSprite);

　　這時，記憶體又增加了4M。也就是，一張圖片，如果需要渲染的話，那它所佔用的記憶體將要X2。

　　再看看通過plist載入的圖片，比如這張大圖尺寸為2048*2048。想要載入其中的一張32*32的小圖片

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

　　此時記憶體增加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記憶體，可實際情況是增加16M記憶體。也就是只要渲染了其中的一部分，那麼整張圖片都要一起被載入。

　　但是情況不是那麼的糟糕，這些已經渲染的圖片，如果再次載入的話，記憶體是不會再繼續升高的，比如又增加了100個b.plist的另一個地區，圖片記憶體還是共增加16+16 = 32M，而不會繼續上升。

　　四，緩衝釋放

　　如果遊戲有很多情境，在切換情境的時候可以把前一個情境的記憶體全部釋放，防止總記憶體過高.

　　CCTextureCache::sharedTextureCache()->removeAllTextures();釋放到目前為止所有載入的圖片

　　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。

　　值得注意的是釋放的時機，一般在切換情境的時候釋放資源，如果從A情境切換到B情境，調用的函數順序為B::init()---->A::exit()---->B::onEnter()可如果使用了轉場效果，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情境的資源疊加在一起，如果不採取過度，很可能會因為記憶體吃緊而崩潰。

　　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，記憶體最佳化

　　最佳化的心得就是盡量去拼接圖片，使圖片邊長儘可能的保持2的N次方並且裝的很滿。但要注意，有邏輯關係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布。因為為了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，因此必鬚根據各個圖片的層級關係，打包到不同的plist裡。有時記憶體和效率不可以兼得，只能盡量平衡了。

　　六，其他

　　最後附一個各代IOS裝置的記憶體限制情況

　　裝置 建議記憶體 最大記憶體

　　iPad2/iPhone4s/iphone4 170-180mb 512mb

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

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

　　上述建議記憶體只是一些人自己測試的結果，可用的RAM不大於最大記憶體的一半，如果程式超過最大記憶體的一半，則可能會掛掉。

　　另外在LEAKS裡查看模擬器中和真機總的記憶體，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

　　我所碰到的主要記憶體泄露的方式：

　　1、最常見的就是，申請了引用，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了B，B又retain了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，當然假如中介層越多，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，記憶體泄露。

　　實戰演練

　　如何尋找記憶體流失 ?

　　一：對工具的使用來尋找

　　1、首先流量分析編譯，Analyze build，查看歸類當中的memory警告。

　　這個一般能發現局部變數中忘記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。

　　申請了記憶體，然後已經沒有指向這塊記憶體的指標存在，可以認為是leak了。這個檢測一般是檢測這個狀態。

　　3、通過Instruments中allocation的mark heap。

　　進行不斷的重複操作，在每次情境結束後，標記記憶體。假如操作環境沒有泄露，記憶體增加應該是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兩次看到有記憶體增加就去找問題。

　　Instruments中都是可以看到其中存在什麼對象，調用曆史，呼叫堆疊。這時候大致確定在那個類當中的那個對象泄露了。

　　二 ，重載法。

　　雖然知道了哪個類泄露了，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了這個對象，卻沒有對應釋放。

　　如何修改記憶體流失呢 ?

　　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，只需要知道根在那邊就可以了。所以把那些純粹是定位用的變數，屬性都改成assign方式，例如delegate。

　　PS：

　　假如對於Instruments的使用不是很清楚，可以看這個視頻 https://developer.apple.com/videos/wwdc/2010/?id=311

　　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的使用者如果使用了CCMenu ，而且也重寫了CCScene中的onExsit 函數來檢測離開情境的時候的一些變化。但是忘了去調用super onExsit

　　這時候CCMenu自己註冊了一個事件delegate 就無法釋放導致CCMenu一直無法釋放。當載入到了其他情境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 。因為在這裡他釋放了delegate