Cocos2d-x优化中多线程并发访问

多线程并发访问在Cocos2d-x引擎中用的不是很多，这主要是因为中整个结构设计没有采用多线程。源自于Objective-C的Ref对象，需要使用AutoreleasePool进行内存管理，AutoreleasePool是非线程安全的，所有不推荐在子多线程中调用Ref对象的retain()、 release()和autorelease()等函数。另外，OpenGL上下文对象也是不支持线程安全的。
但是有的时候我们需要异步加载一些资源，例如：加载图片纹理、声音的预处理和网络请求数据等。如果是异步加载图片纹理我们可以使用第20.4.4一节介绍的内容。但声音的预处理和网络请求数据等就需要自己通过多线程技术实现了。
Cocos2d-x引擎也提供了多线程技术，Cocos2d-x 3.x之前是使用第三方的pthread技术。Cocos2d-x 3.x之后使用C++11新规范中的std::thread多线程技术，std::thread使用起来比较简单。


1.std::thread多线程技术
std::thread是C++11 引入了一个新的线程库，它提供了线程管理相关函数，std::thread库中还提供了std::mutex(互斥量)，通过std::mutex可以实现线程同步。
启动一个新的线程非常简单，当我们创建一个 std::thread 对象时候，它便会自行启动。创建线程std::thread 对象时，可以提供该线程的回调函数。下面代码实现了创建线程和线程函数的回调：

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1. #include <thread>  
2. #include <iostream>  
3.   
4.   
5. void callfn(){                                                              ①  
6.     std::cout << "Hello thread! " << std::endl;  
7. }  
8. int main(){  
9.     std::thread t1(callfn);                                             ②  
10.         t1.join();                                                              ③  
11.     return 0;  
12. }  

上述代码第②行是创建t1线程对象，它的参数是函数指针callfn，如果需要，我们还可以为回调函数提供参数。代码第①行是回调函数的定义。第③行代码t1.join()是将子线程与主线程合并，这种合并能够使子线程执行完成后才能继续执行主线程，这是为了避免子线程还在执行，主线程已经执行结束而撤销。
创建线程还可以使用堆的方式分配内存，代码如下： 

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1. void callfn(){  
2.     std::cout << "Hello thread! " << std::endl;  
3. }  
4. int main(){  
5.     std::thread* t1 = new  std::thread(callfn);                                 ①  
6.     t1->join();  
7.     delete  t1;                                                             ②  
8.     t1 = nullptr;                                                           ③  
9.     return 0;  
10. }  

上述代码第①行是通过堆方式分配内存，即通过new运算符创建动态线程对象。因此需要在使用完成的情况下释放对象，我们在代码第②行使用delete t1语句释放，释放完成还以通过代码第③行t1 = nullptr设置指针变量，这样可以防止“野指针”。


2.异步预处理声音
std::thread线程Cocos2d-x中有很多现实的应用，异步预处理声音，异步加载一些资源资源文件，异步加载图片纹理Cocos2d-x为我们提供了API，但是它们异步加载需要我们自己实现。下面我们介绍一下异步预处理声音。
我们在前面20.5一节介绍了声音预处理和清除，在那一节中预处理声音是同步的，它会导致堵塞主线程，使用户的感觉会“卡”了一下。如果这个“卡”比较长，我们解决主线程阻塞问题，改善用户体验，我们可以异步预处理声音。
我们在20.5一节的案例中采用std::thread线程异步预处理声音，我们可以在AppDelegate中进行异步加载，修改之后的AppDelegate.h代码如下：
#include "cocos2d.h"
#include "SimpleAudioEngine.h"


using namespace CocosDenshion;


class  AppDelegate : private cocos2d::Application
{
private:
std::thread *_loadingAudioThread; ①
void loadingAudio(); ②


public:
AppDelegate();
virtual ~AppDelegate();
 
   … …
};
我们在第①行声明了私有的std::thread线程指针变量_loadingAudioThread。第②代码是声明了私有的异步预处理声音函数loadingAudio()。
修改之后的AppDelegate.cpp代码如下：

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1. include "AppDelegate.h"  
2. #include "HelloWorldScene.h"  
3.   
4.   
5. USING_NS_CC;  
6.   
7.   
8. AppDelegate::AppDelegate()   
9. {  
10.     _loadingAudioThread = new std::thread(&AppDelegate::loadingAudio,this);             ①  
11. }  
12.   
13.   
14. AppDelegate::~AppDelegate()   
15. {  
16.     _loadingAudioThread->join();                                         ②  
17.     CC_SAFE_DELETE(_loadingAudioThread);                                    ③  
18. }  
19.   
20.   
21. bool AppDelegate::applicationDidFinishLaunching() {  
22.    … …  
23.     return true;  
24. }  
25. void AppDelegate::applicationDidEnterBackground() {  
26.     Director::getInstance()->stopAnimation();  
27.     SimpleAudioEngine::getInstance()->pauseBackgroundMusic();  
28. }  
29. void AppDelegate::applicationWillEnterForeground() {  
30.     Director::getInstance()->startAnimation();  
31.     SimpleAudioEngine::getInstance()->resumeBackgroundMusic();  
32. }  
33.   
34.   
35. void AppDelegate::loadingAudio()                                            ④  
36. {  
37.     //初始化 音乐  
38.     SimpleAudioEngine::getInstance()->preloadBackgroundMusic("sound/Jazz.mp3");  
39.     SimpleAudioEngine::getInstance()->preloadBackgroundMusic("sound/Synth.mp3");  
40.     //初始化 音效  
41.     SimpleAudioEngine::getInstance()->preloadEffect("sound/Blip.wav");  
42. }  

上述代码第①行是在构造函数里创建线程对象，创建线程对象代码也可以放置到 AppDelegate::applicationDidFinishLaunching()函数中，我们根据需要在合适的地方创建。
第②行代码_loadingAudioThread->join()是合并线程到主线程，这个处理是在析构函数中调用的，join()函数一般是在线程处理完成后调用，我们可以在析构函数中调用，也可以在一些退出函数（如Layer的onExit函数）中调用。由于是_loadingAudioThread动态对象指针类型，需要释放对象，我们可以通过第③行代码CC_SAFE_DELETE(_loadingAudioThread)释放。CC_SAFE_DELETE宏的作用如下：
delete _loadingAudioThread;
_loadingAudioThread = nullptr;

第④行代码AppDelegate::loadingAudio() 定义了线程回调函数，我们在这个函数中预处理声音。