1. 引言

2. 技术背景

2.1 引用计数（Cocos2d-x C++）

• 当对象被创建时，计数器置为1（retainCount = 1）。
• 调用retain()时计数器+1，release()时计数器-1。
• 当计数器归零时，对象自动调用delete this销毁。

2.2 垃圾回收（Cocos Creator TypeScript）

3. 应用使用场景

4. 原理解释

4.1 引用计数核心逻辑

class Ref {
public:
    void retain();    // 计数器+1
    void release();   // 计数器-1，归零则删除
    unsigned int getReferenceCount() const; // 获取当前计数

protected:
    Ref();
    virtual ~Ref();

private:
    unsigned int _referenceCount;
    friend class AutoreleasePool; // 自动释放池
};

• retain()/release()：显式控制引用，常见于对象传递（如addChild(node)内部调用retain）。
• 自动释放池（AutoreleasePool）：临时存储“需延迟释放”的对象。调用autorelease()后，对象在当前帧结束时由池统一release。

4.2 垃圾回收核心逻辑

1. 标记阶段：从根对象（如全局变量、当前执行栈）出发，递归标记所有可达对象。
2. 清除阶段：回收未被标记的对象内存。
3. 压缩阶段（可选）：整理内存碎片（V8引擎优化）。

5. 核心特性

5.1 引用计数特性

• 显式生命周期：通过retain/release精确控制对象存活时间。
• 自动释放池：简化局部对象的释放（如函数中创建的临时节点）。
• 循环引用风险：若A引用B，B引用A，且均无外部引用，计数器无法归零，导致内存泄漏。

5.2 垃圾回收特性

• 隐式管理：无需手动调用释放接口，降低编码错误。
• 不可预测性：GC可能在任意时刻暂停主线程（Stop-the-World），影响实时性。
• 弱引用支持：通过WeakRef或cc.js.getWeakRef创建弱引用，避免循环引用导致的泄漏。

6. 原理流程图

6.1 引用计数流程

+---------------------+     +---------------------+     +---------------------+
|  对象创建（new Node） | --> |  retain()（计数器+1）| --> |  release()（计数器-1）|
+---------------------+     +---------------------+     +----------+----------+
                                                                      |
                                                                      v
                                                          +---------------------+
                                                          |  计数器=0 → delete   |
                                                          +---------------------+
                                                                      ^
                                                                      |
+---------------------+     +---------------------+                |
|  自动释放池（autorelease）| --> |  帧结束 → 池内对象release |----------------+
+---------------------+     +---------------------+

6.2 垃圾回收流程

+---------------------+     +---------------------+     +---------------------+
|  对象创建（new cc.Node）| --> |  被引用（如赋值给变量）| --> |  引用失效（变量=null）|
+---------------------+     +---------------------+     +----------+----------+
                                                                      |
                                                                      v
                                                          +---------------------+
                                                          |  GC标记不可达对象   |
                                                          +----------+----------+
                                                                      |
                                                                      v
                                                          +---------------------+
                                                          |  清除并回收内存     |
                                                          +---------------------+

7. 环境准备

7.1 Cocos2d-x（C++）环境

• 引擎版本：Cocos2d-x v3.17+（支持C++11及以上）。
• 开发工具：Visual Studio（Windows）或Xcode（macOS）。
• 项目结构：

  MyCppGame/
  ├── Classes/          # C++源码
  │   ├── HelloWorldScene.cpp
  │   └── MemoryManager.cpp
  ├── proj.android/      # Android工程
  ├── proj.ios_mac/      # iOS工程
  └── cocos2d/           # 引擎源码（引用计数实现）

7.2 Cocos Creator（TypeScript）环境

• 引擎版本：Cocos Creator 3.8+（支持TS 4.9+）。
• 开发工具：Cocos Creator编辑器 + VS Code（插件：typescript-cocos-creator）。
• 项目结构：

  MyTSGame/
  ├── assets/            # 资源与脚本
  │   ├── scripts/
  │   │   ├── GameManager.ts
  │   │   └── MemoryDemo.ts
  ├── build/             # 构建输出
  └── tsconfig.json      # TS配置（启用严格模式）

8. 实际详细代码实现

8.1 Cocos2d-x 引用计数示例（C++）

8.1.1 基础引用计数操作

// Classes/MemoryDemo.cpp
#include "cocos2d.h"
USING_NS_CC;

void MemoryDemo::testRefCount() {
    // 1. 创建对象（refCount=1）
    Node* node = Node::create();
    CCLOG("Initial refCount: %d", node->getReferenceCount()); // 输出: 1

    // 2. 显式retain（refCount=2）
    node->retain();
    CCLOG("After retain: %d", node->getReferenceCount()); // 输出: 2

    // 3. 显式release（refCount=1）
    node->release();
    CCLOG("After release: %d", node->getReferenceCount()); // 输出: 1

    // 4. autorelease：加入自动释放池，当前帧结束时release（refCount=0 → 销毁）
    node->autorelease();
    // 注意：若在下一帧前再次retain，可避免被销毁
}

8.1.2 自动释放池的使用

// 场景中添加自动释放的节点
void HelloWorld::addAutoReleasedNode() {
    // Node::create()内部调用了autorelease()
    Node* autoNode = Node::create(); 
    this->addChild(autoNode); // addChild内部调用retain()（refCount=2）
    // 当场景销毁时，removeChild会自动release（refCount=1）
    // 自动释放池在帧结束时release（refCount=0 → 销毁）
}

8.1.3 循环引用与解决方案

// 错误示例：循环引用导致内存泄漏
class Manager : public Ref {
public:
    Node* _targetNode;
    void setTarget(Node* node) {
        _targetNode = node;
        node->retain(); // 强引用node
    }
};

class MyNode : public Node {
public:
    Manager* _manager;
    void setManager(Manager* mgr) {
        _manager = mgr;
        mgr->retain(); // 强引用mgr
    }
};

// 使用时：
Manager* mgr = Manager::create();
MyNode* node = MyNode::create();
mgr->setTarget(node); // mgr.retain(node) → node.refCount=2
node->setManager(mgr); // node.retain(mgr) → mgr.refCount=2
// 即使外部释放mgr和node，两者的refCount仍为1，无法销毁！

// 正确方案：使用弱引用（Cocos2d-x无内置弱引用，需手动管理）
// 方案1：不调用retain，依赖外部生命周期（如节点由场景管理）
// 方案2：使用`unuse()`标记，定期检查引用有效性（复杂）

8.2 Cocos Creator TS 垃圾回收示例（TypeScript）

8.2.1 基础GC行为验证

// assets/scripts/MemoryDemo.ts
export class MemoryDemo {
    private _tempNode: cc.Node | null = null;

    start() {
        // 1. 创建节点（被this._tempNode引用）
        this._tempNode = new cc.Node("TempNode");
        cc.log("Node created, ref exists:", this._tempNode !== null); // true

        // 2. 解除引用（无其他引用时，GC将在后续触发时回收）
        this._tempNode = null;
        cc.log("Node reference cleared, waiting for GC..."); // 此时节点仍存在内存中，直到GC回收
    }
}

8.2.2 循环引用与弱引用

// 错误示例：循环引用导致GC无法回收
class Manager {
    public targetNode: cc.Node | null = null;
}

class MyNode extends cc.Component {
    public manager: Manager | null = null;
}

// 使用时：
const mgr = new Manager();
const node = new cc.Node("LeakNode");
mgr.targetNode = node; // mgr引用node
node.addComponent(MyNode).manager = mgr; // node的组件引用mgr → 循环引用！

// 即使node.removeFromParent()且mgr=null，GC仍认为两者可达，无法回收！

// 正确方案：使用弱引用（Cocos Creator提供cc.js.weakRef）
class SafeManager {
    private _targetRef: any = null; // 弱引用句柄

    public setTarget(node: cc.Node) {
        // 创建弱引用（不增加GC计数）
        this._targetRef = cc.js.weakRef(node);
    }

    public getTarget(): cc.Node | null {
        return this._targetRef?.deref() || null; // 获取弱引用对象（若存在）
    }
}

8.2.3 强制触发GC（仅调试用）

// 调试时手动触发GC（生产环境禁用！）
start() {
    // 模拟大量对象创建
    const nodes: cc.Node[] = [];
    for (let i = 0; i < 1000; i++) {
        nodes.push(new cc.Node(`Node${i}`));
    }
    nodes.length = 0; // 解除引用

    // 建议GC回收（V8可能忽略）
    if (typeof gc === 'function') {
        gc(); // 需在Chrome启动时加--expose-gc参数
    } else {
        cc.warn("GC function not exposed. Run Chrome with --expose-gc");
    }
}

9. 运行结果与测试步骤

9.1 Cocos2d-x 运行结果

• 引用计数输出：

  Initial refCount: 1
  After retain: 2
  After release: 1

• 循环引用测试：使用leaks工具（Xcode Instruments）检测，未手动打破循环时内存持续增长。

9.2 Cocos Creator 运行结果

• GC日志：在Chrome DevTools的Memory面板中，拍摄堆快照（Heap Snapshot），可观察到：
  • 解除引用后，节点仍存在于“Detached DOM Tree”中（循环引用时）。
  • 使用弱引用后，节点被正确回收（不在快照中）。

9.3 测试步骤

1. Cocos2d-x测试：
   • 在HelloWorldScene.cpp中调用MemoryDemo::testRefCount()，观察控制台日志。
   • 使用Xcode Instruments的Leaks工具运行项目，验证无内存泄漏。
2. Cocos Creator测试：
   • 在编辑器中挂载MemoryDemo.ts到场景节点，运行预览。
   • 打开Chrome DevTools → Memory → Take Heap Snapshot，对比创建/解除引用前后的内存变化。

10. 部署场景

10.1 Cocos2d-x 部署

• 高性能游戏：如《列王的纷争》，通过严格的retain/release管理战斗场景节点，避免GC卡顿。
• 嵌入式设备：如智能电视游戏，C++的确定性内存管理更适合资源受限环境。

10.2 Cocos Creator 部署

• 快速迭代项目：如休闲游戏《开心消消乐》复刻版，TS的GC减少内存管理代码量，加速开发。
• Web与小游戏：微信小游戏、Facebook Instant Games等平台，TS的跨平台性与GC简化适配。

11. 疑难解答

12. 未来展望与技术趋势

12.1 技术趋势

• 混合内存模型：Cocos2d-x未来可能引入可选的GC模块（如基于Boehm GC），平衡性能与开发效率。
• 自动引用分析：Cocos Creator通过TS编译器插件，静态检测循环引用并警告。
• 内存安全增强：Rust绑定（如Cocos2d-x Rust）提供编译期内存安全检查，避免悬垂指针。

12.2 挑战

• 实时性与GC的平衡：移动设备CPU性能有限，GC停顿可能导致游戏卡顿。
• 跨平台一致性：不同平台（iOS/Android/Web）的GC行为差异（如V8 vs JavaScriptCore）。
• 开发者习惯迁移：从手动管理转向GC需改变编码思维，易因误解导致泄漏或过度依赖GC。

13. 总结

• 引用计数适合高性能、实时性要求高的C++项目，需开发者精细控制生命周期，避免循环引用。
• 垃圾回收适合快速迭代的TS项目，简化代码但需警惕GC停顿与循环引用。