【cocos2d-x 源码剖析】启动窗口

一时失言乱红尘 2022-06-10 10:14 141阅读 0赞

### 程序从哪里启动 ###

不仅游戏，任何程序都必须有一个启动的入口；几乎每个程序员接触编程的第一个程序都是 HelloWorld 控制台程序，这个最简单的程序的入口就是 Main 函数。接下来就让我们看看 cocos2d-x 创建的游戏是从哪里开始启动的，这里只探讨 win32 程序，其它平台以后有时间再探讨。使用 cocos2d-x 新建一个游戏后，可以在项目下看到这几个文件

直觉告诉我们，游戏启动的入口应该在 main.cpp 中，打开这个文件

int APIENTRY _tWinMain(HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPrevInstance, LPTSTR lpCmdLine, int nCmdShow)
    {
        UNREFERENCED_PARAMETER(hPrevInstance);
        UNREFERENCED_PARAMETER(lpCmdLine);
    
        // create the application instance
        AppDelegate app;
        return Application::getInstance()->run();
    }

果然没错，这就是 win32 程序的主函数写法，我们的游戏就是从这个函数开始启动的。再打开 main.h，可以看到这里包含了 win32 程序需要的头文件

#include <windows.h>
    #include <tchar.h>

再回到我们的主函数中，这里用到了 AppDelegate 和 Application 这两个类，AppDelegate 在 AppDelegate.h 和 AppDelegate.cpp 中定义

class AppDelegate : private cocos2d::Application

AppDelegate 继承自 Application 类，Application 类在 CCApplication-win.h 和 CCApplication-win.cpp 中定义

class CC_DLL Application : public ApplicationProtocol

可以看到 Application 又继承自 ApplicationProtocal 类，ApplicationProtocol 类在 CCApplicationProtocol.h 中定义，这几个文件在 cocos2d-x 引擎中定义

**总结：** 游戏从 main.cpp 中启动，AppDelegate 是应用程序的实例，AppDelegate 继承自 Application，Application 继承自 ApplicationProtocol。接下来探究一下这三个类。

### ApplicationProtocol ###

这是应用程序类的最顶层基类，它其实是一个抽象类，定义了一套应用程序接口，最主要的是下面四个方法

virtual void initGLContextAttrs() {}
    virtual bool applicationDidFinishLaunching() = 0;
    virtual void applicationDidEnterBackground() = 0;
    virtual void applicationWillEnterForeground() = 0;

### Application ###

这个类控制应用程序的生命周期，提供和管理一些全局的资源，创建和管理 win32 窗口以及消息循环都是在这个类定义的。Application 定义了几个 protected 字段

HINSTANCE           _instance;
    HACCEL              _accelTable;
    LARGE_INTEGER       _animationInterval;
    std::string         _resourceRootPath;
    std::string         _startupScriptFilename;
    static Application * sm_pSharedApplication;

前两个字段是跟窗口相关的属性，第三个字段是动画播放的间隔，第四个字段是资源文件的搜索路径，第五个字段是绑定的脚本名称，最后一个字段是 Application 的单例。Application 中有两个重要的方法

int run();
    static Application* getInstance();

getInstance 是获取单例，run 实现 win32 程序窗体创建和消息注册，后面再讲。

### AppDelegate ###

AppDelegate 继承自 Application，主要实现了 ApplicationProtocol 的四个虚函数，  
\* initGLContextAttrs 设置 OpenGL context 属性  
\* applicationDidFinishLaunching 游戏资源加载完成后调用  
\* applicationDidEnterBackground 游戏进入后台时调用  
\* applicationWillEnterForeground 游戏回到前台时调用

### 游戏启动过程 ###

我们先来回顾一下 win32 程序的启动过程，定义窗口类，绑定回调方法，注册窗口类，创建窗口，显示和刷新窗口，开始消息循环。然后我们再来看看 cocos2d-x 程序的启动过程以及在哪里完成窗口的初始化工作。

首先，从 main.cpp 的主函数开始运行

AppDelegate app;
    return Application::getInstance()->run();

先创建一个 AppDelegate 的实例，目的是调用构造函数进行一些初始化工作。回顾 C++ 调用构造函数和析构函数的顺序，是 父类构造函数–>子类构造函数–>…->子类析构函数–>父类析构函数，所以会先调用 Application 的构造函数再调用 AppDelegate 的构造函数。先看看 Application 的构造函数

Application::Application()
    : _instance(nullptr)
    , _accelTable(nullptr)
    {
        _instance    = GetModuleHandle(nullptr);
        _animationInterval.QuadPart = 0;
        CC_ASSERT(! sm_pSharedApplication);
        sm_pSharedApplication = this;
    }

主要是初始化一些值，最主要的就是给静态单例变量 sm\_pSharedApplication 赋值，之后 `Application::getInstance()` 就可以得到正确的值了。AppDelegate 的构造函数并没做什么，接下来看看 Application 的 run 函数

int Application::run()
    {
        PVRFrameEnableControlWindow(false);
    
        // Main message loop:
        LARGE_INTEGER nLast;
        LARGE_INTEGER nNow;
    
        QueryPerformanceCounter(&nLast);
    
        initGLContextAttrs();
    
        // Initialize instance and cocos2d.
        if (!applicationDidFinishLaunching())
        {
            return 1;
        }
    
        auto director = Director::getInstance();
        auto glview = director->getOpenGLView();
    
        // Retain glview to avoid glview being released in the while loop
        glview->retain();
    
        while(!glview->windowShouldClose())
        {
            QueryPerformanceCounter(&nNow);
            if (nNow.QuadPart - nLast.QuadPart > _animationInterval.QuadPart)
            {
                nLast.QuadPart = nNow.QuadPart - (nNow.QuadPart % _animationInterval.QuadPart);
    
                director->mainLoop();
                glview->pollEvents();
            }
            else
            {
                Sleep(1);
            }
        }
    
        // Director should still do a cleanup if the window was closed manually.
        if (glview->isOpenGLReady())
        {
            director->end();
            director->mainLoop();
            director = nullptr;
        }
        glview->release();
        return 0;
    }

其中 initGLContextAttrs 和 applicationDidFinishLaunching 在子类 AppDelegate 中定义，`while(!glew->windowShouldClose())` 实时检测窗口是否关闭，如果没关闭，则调用 `director->mainloop()`；如果关闭了，则做一些回收工作，然后程序结束。程序在 while 循环这里阻塞住，直到游戏窗口被关闭。看完 run 函数，发现并没有创建窗口的代码啊，但在 while 循环这里却判断窗口是否关闭，说明此时窗口已经创建成功了；如果你断点调试一下，你就会发现执行完函数 applicationDidFinishLaunching 之后窗口就被创建出来了，说明创建窗口的代码在 applicationDidFinishLaunching 函数里，我们打开这个函数

glview = GLViewImpl::createWithRect("HelloWorld", Rect(0, 0, designResolutionSize.width, designResolutionSize.height));

这条语句说明窗口的创建和管理被封装在类 GLViewImpl 里，GLViewImpl 继承自 GlView，GLView 负责 OpenGL 的初始化工作和窗口管理工作。

### 总结 ###

ApplicationProtocol 定义了一套应用程序的接口，Application 控制着整个应用程序的生命周期，AppDelegate 是 Application 的子类，实现应用程序接口；每个项目都会有一个 AppDelegate 类，在 AppDelegate 中调用 GLView 来初始化窗口和 OpenGL。