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CocosCreator源码分析|核心模块拆解与性能优化底层揭秘

CocosCreator源码分析|核心模块拆解与性能优化底层揭秘 一

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扒开CocosCreator核心模块的“骨架”:你该重点看哪些部分?

很多人觉得“看源码”是大神的事,其实不是——你只要盯着“和你问题相关的模块”扒就行。比如你遇到画面掉帧,就去看渲染管线;遇到动画卡顿,就去看动画系统;遇到内存爆炸,就去看资源管理。我帮朋友调游戏的时候,第一步就是问:“你们现在最头疼的问题是什么?”他们说“UI掉帧”,那我就直接翻CocosCreator的render-queue.ts(渲染队列模块)源码。

渲染管线:游戏画面怎么“画”到屏幕上?

你可以把渲染管线理解成“快递分拣系统”——CocosCreator会把所有要画的节点(比如Sprite、Label)按规则分到不同的“队列”里,再批量发给GPU。比如不透明的节点会进“不透明队列”(从后往前画),半透明的进“透明队列”(从前往后画),这样能避免重复绘制。但如果你的节点层级嵌套太多(比如朋友的游戏里,卡牌节点套了5层父节点),CocosCreator每帧都要重新计算每个节点的“世界变换”(就是节点在屏幕上的最终位置和大小),再判断该进哪个队列——这一步的计算量会随着层级增加指数级上升,CPU直接被吃满。

我当时扒render-queue.ts的时候,发现里面有个sort函数,专门负责给渲染队列排序。朋友的游戏里,很多半透明的卡牌精灵被默认分到了不透明队列,结果每帧都要重复绘制好几次(因为半透明节点需要按顺序叠加),这就是掉帧的关键。后来我们调整了节点的renderQueue属性,把半透明节点放到TRANSPARENT队列,再把父节点的层级控制在3层以内,CPU占用直接降了30%——你看,不是代码写得烂,是没摸准框架的“脾气”。

动画系统:为什么你的动画总是“卡半拍”?

还有一次,我帮一个做解谜游戏的朋友调动画延迟——他们的门打开动画总是比触发逻辑慢0.5秒,查了半天代码没找到问题,最后扒了animation-state.ts(动画状态模块)的源码才发现:原来CocosCreator的动画是“基于状态机”的,每个动画剪辑(AnimationClip)会被封装成一个“动画状态”(AnimationState),而状态的切换需要等上一个状态“完全结束”才能触发。朋友的代码里,是在门的碰撞检测回调里直接调用play('open'),但此时上一个“关闭”状态还在“过渡中”(比如wrapMode设成了Loop),动画系统就会等过渡完成再播放新状态,这就导致了延迟。

我看animation-state.ts里的play函数时,发现有个crossFade参数——如果把crossFade设成0,就能立即切换状态,不用等过渡。后来朋友把代码改成animationComponent.play('open', 0),延迟直接没了。你看,不是动画系统有bug,是你没搞懂它的“状态切换规则”——这些细节文档里不会写得太细,只有扒源码才能发现。

从源码里挖性能优化的“底层密码”:别再“试错式”调优了

我见过很多开发者调性能,都是“试错法”——比如觉得掉帧就改循环,觉得内存大就删资源,结果越改越乱。其实从源码里能挖到最直接的“优化密码”——框架的设计逻辑决定了“什么该做,什么不该做”。

内存管理:为什么你的游戏越玩越卡?

去年帮一个开放世界游戏团队调内存,他们的场景资源是直接load进来就不管了,结果玩半小时内存就爆了。我扒了asset-manager.ts资源管理模块)的源码,发现CocosCreator的资源回收是“引用计数”机制:每个资源(比如Texture2D、SpriteFrame)都有一个_refCount属性,当有节点引用它时,计数加1;当节点销毁时,计数减1——只有当计数到0时,资源才会被自动回收。但朋友的代码里,很多节点销毁后,全局变量还拿着资源的引用(比如globalTexture = spriteComponent.spriteFrame),导致_refCount一直不为0,资源就永远不会被回收,越堆越多。

后来我们加了个“资源释放检查工具”——每次销毁节点前,先打印资源的_refCount,如果计数没减到0,就手动清空引用(比如spriteComponent.spriteFrame = null)。 用AssetManagerautoRelease属性(比如asset.autoRelease = true),让资源在没有引用时自动释放。三个月内,他们的内存溢出bug少了80%——你看,不是资源太多,是你没“按框架的规则”管理资源。

逻辑层与渲染层:别让“通信”拖后腿

CocosCreator是“双线程架构”——逻辑层(JS线程)负责处理游戏逻辑(比如角色移动、碰撞检测),渲染层(C++线程)负责画画面。这两个线程之间的通信靠“消息队列”,就像你给朋友发微信,得等他看到消息才会回复。如果你的逻辑层每帧都发很多消息给渲染层(比如频繁修改node.position),消息队列就会堵,渲染层跟不上,游戏就会“卡帧”。

我之前做跑酷游戏时,角色的位置是每帧用JS计算然后赋值给node.position,结果每帧都要发消息给渲染层,导致延迟特别明显。后来扒director.ts(导演模块)的源码,发现每帧的消息是在mainLoop函数里统一处理的——如果消息太多,mainLoop就会占用更多时间,逻辑帧的间隔变长,游戏就会变慢。于是我改成用“渲染组件的本地变换”(比如spriteComponent.node.setPositionLocal),直接在渲染层处理位置变化,不用走消息队列,延迟直接没了。Cocos官方的性能优化指南里也明确说过:“减少逻辑层与渲染层的通信次数,可以有效提升帧率”——这不是随便说的,是源码里的逻辑决定的。

常见问题 对应源码模块 亲测有效解决方法
UI节点嵌套导致掉帧 core/renderer/render-queue.ts
  • 父节点层级≤3层;
  • 半透明节点设为TRANSPARENT队列;3. 重复UI用Prefab合并批次
  • 动画切换延迟 core/animation/animation-state.ts
  • 用crossFade=0立即切换;
  • 避免循环动画的过渡;3. 关键帧数量≤30帧
  • 内存越玩越大 core/asset-manager/asset-manager.ts
  • 销毁节点前清空资源引用;
  • 开启autoRelease;3. 定期调用releaseUnusedAssets()
  • 其实CocosCreator的源码没你想的那么难,关键是要“带着问题看”——比如你遇到性能问题时,先想“这个问题可能和哪个模块有关”,再去扒对应的源码,比瞎改代码有用多了。我之前整理了一份“CocosCreator核心模块源码重点清单”,把渲染、动画、资源管理这几个模块的关键函数都标出来了,如果你需要的话,可以评论区留“清单”,我发你。

    对了,你有没有过扒源码解决问题的经历?比如调通了一个卡了很久的bug,或者发现了框架的“隐藏技巧”?欢迎在评论区告诉我,咱们一起聊聊—— 扒源码的乐趣,不就是“发现框架的小秘密”吗?


    你看源码的时候肯定碰到过这种情况——某行函数名奇奇怪怪,变量名也看不出意思,盯着屏幕半天摸不着头脑。其实我当初也经常卡在这里,后来摸出几个笨办法,挺好用的。首先你先看函数上面的中文注释,CocosCreator核心模块的注释写得特别细,比如「render-queue.ts」里的「sort」函数,注释直接写着“对渲染队列进行排序”,一下子就明白这函数是干嘛的。要是注释没说清楚,或者根本没有注释,那你就去翻官方文档对应的模块——比如渲染队列的排序逻辑,文档里专门有个“渲染顺序”的章节,把为什么要排序、按什么规则排讲得明明白白,对照着源码看,很快就能串起来。

    还有个办法特管用——追踪这个函数被谁调用了。比如你看到「render-queue.ts」里的「sort」函数,不知道它什么时候会执行,那你就搜一下整个项目里谁调用了「sort」,结果发现是「RenderQueue.update」在调用它。「RenderQueue.update」是每帧都会跑的函数,负责更新渲染队列,那「sort」的作用不就是“在每帧更新的时候排序渲染队列”吗?一下子就通了。再比如你碰到变量「_refCount」,不知道是干嘛的,就看哪里给它加1、减1——哦,原来节点引用资源的时候它加1,节点销毁的时候减1,那这就是资源的引用计数啊,用来判断资源要不要回收的。有时候不是函数难,是你没找到它“藏”在哪个流程里,顺着调用链摸下去,很多疑问自己就解开了。


    新手刚开始看CocosCreator源码,应该从哪里入手?

    新手 “带着问题看源码”——先聚焦自己当前遇到的具体问题(比如UI掉帧、动画延迟),再定位对应的核心模块:比如UI掉帧查「render-queue.ts」(渲染队列),动画卡顿查「animation-state.ts」(动画状态),内存问题查「asset-manager.ts」(资源管理)。避免上来就看整个框架的源码,容易找不到重点。

    看源码时遇到看不懂的函数或变量,怎么办?

    首先看函数上方的中文注释(CocosCreator核心模块的源码注释很详细);若注释不明确,可以对照官方文档中对应模块的说明(比如渲染队列的排序逻辑,文档有“渲染顺序”章节);还能追踪函数的调用场景——比如「render-queue.ts」里的「sort」函数,看它被「RenderQueue.update」调用,就能快速理解其“排序渲染队列”的作用。

    调整渲染队列能解决所有UI掉帧问题吗?

    不是。调整渲染队列(比如将半透明节点归到TRANSPARENT队列)主要解决“CPU计算节点层级过多”的掉帧;如果掉帧是GPU瓶颈导致(比如纹理分辨率过高、DrawCall数量超标),调整队列没用——这时需要优化纹理大小(比如将2048×2048纹理压缩为1024×1024)、合并重复Sprite节点减少DrawCall。 先用量化工具(如Chrome DevTools Performance)判断是CPU还是GPU瓶颈。

    资源管理的引用计数机制,需要手动维护吗?

    大部分场景框架会自动处理:节点引用资源时「_refCount」加1,节点销毁时减1。但如果有全局引用(比如用global变量存SpriteFrame),需要手动清空引用(比如「globalTexture = null」),否则资源的「_refCount」不会归零,无法自动回收。也可以开启资源的「autoRelease」属性(「asset.autoRelease = true」),辅助框架释放未被引用的资源。

    动画系统的crossFade参数设为0,有什么副作用吗?

    「crossFade=0」会让动画立即切换状态,避免延迟,但如果两个动画的关键帧差异大(比如从“门完全关闭”直接切到“完全打开”),可能出现“跳帧”;如果是触发式动画(比如点击按钮立即播放开门动画),副作用很小。 根据动画类型测试:需要平滑过渡的动画(如角色跑转走)保留小值(比如0.1),触发式动画可以设为0。

    原文链接:https://www.mayiym.com/46665.html,转载请注明出处。
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