前言
預(yù)備
不知道你有沒有想過，假如把游戲世界比作一輛汽車，那么這輛“汽車”是如何啟動，又是如何持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的呢？
如題，本文的內(nèi)容主要為 Cocos Creator 引擎的啟動流程和主循環(huán)。
而在主循環(huán)的內(nèi)容中還會涉及到：組件的生命周期和計時器、緩動系統(tǒng)、動畫系統(tǒng)和物理系統(tǒng)等...
本文會在宏觀上為大家解讀主循環(huán)與各個模塊之間的關(guān)系，對于各個模塊也會簡單介紹，但不會深入到模塊的具體實現(xiàn)。
因為如果把每個模塊都“摸”一遍，那這篇文章怕是寫不完了。
Go!
希望大家看完這篇文章之后能夠更加了解 Cocos Creator 引擎。
同時也希望本文可以起到“師傅領(lǐng)進(jìn)門”的作用，大家一起加油修行鴨~
另外《源碼解讀》系列（應(yīng)該）會持續(xù)更新，如果你想要皮皮來解讀解讀引擎的某個模塊，也歡迎留言告訴我，我...我考慮下哈哈哈~
本文以 Cocos Creator 2.4.3 版本為參考。
正文
啟動流程
index.html
對于 Web 平臺 index.html 文件就是絕對的起點。
在默認(rèn)的 index.html 文件中，定義了游戲啟動頁面的布局，加載了 main.js 文件，并且還有一段立即執(zhí)行的代碼。
這里截取文件中一部分比較關(guān)鍵的代碼：
- // 加載引擎腳本
- loadScript(debug ? 'cocos2d-js.js' : 'cocos2d-js-min.ec334.js', function () {
- // 是否開啟了物理系統(tǒng)？
- if (CC_PHYSICS_BUILTIN || CC_PHYSICS_CANNON) {
- // 加載物理系統(tǒng)腳本并啟動引擎
- loadScript(debug ? 'physics.js' : 'physics-min.js', window.boot);
- } else {
- // 啟動引擎
- window.boot();
- }
- });
上面這段代碼主要用于加載引擎腳本和物理系統(tǒng)腳本，腳本加載完成之后就會調(diào)用 main.js 中定義的 window.boot() 函數(shù)。
對于原生平臺，會在 {項目目錄}build\jsb-link\frameworks\runtime-src\Classes\AppDelegate.cpp 文件的 applicationDidFinishLaunching() 函數(shù)中加載 main.js 文件。（感謝請容我安眠大佬的補(bǔ)充）
代碼壓縮
腳本文件名中帶有 -min 字樣一般代表著這個文件內(nèi)的代碼是被壓縮過的。
壓縮代碼可以節(jié)省代碼文件所占用的空間，加快文件加載速度，減少流量消耗，但同時也讓代碼失去了可閱讀性，不利于調(diào)試。
所以開啟調(diào)試模式后會直接使用未經(jīng)過壓縮的代碼文件，便于開發(fā)調(diào)試和定位錯誤。
main.js
window.boot()
對于不同平臺 main.js 的內(nèi)容也有些許差異，這里我們忽略差異部分，只關(guān)注其中關(guān)鍵的共同行為。
關(guān)于 main.js 文件的內(nèi)容基本上就是定義了 window.boot() 函數(shù)。
對于非 Web 平臺，會在定義完之后直接就調(diào)用 window.boot() 函數(shù)，所以 main.js 就是他們的起點。
而 window.boot() 函數(shù)內(nèi)部有以下關(guān)鍵行為：
-
定義
onStart回調(diào)函數(shù)：主要用于加載啟動場景 -
cc.assetManager.init(...)：初始化 AssetManager -
cc.assetManager.loadScript(...)：加載 src 目錄下的插件腳本 -
cc.assetManager.loadBundle(...)：加載項目中的 bundle -
cc.game.run(...)：啟動引擎
這部分的代碼就不貼了，小伙伴們可以看看自己的項目構(gòu)建后的 main.js 文件。
cc.game
cc.game 對象是 cc.Game 類的一個實例，cc.game 包含了游戲主體信息并負(fù)責(zé)驅(qū)動游戲。
說人話，cc.game 對象就是管理引擎生命周期的模塊，啟動、暫停和重啟等操作都需要用到它。
CCGame.js：https://github.com/cocos-creator/engine/blob/2.4.3/cocos2d/core/CCGame.js
run()
cc.game.run() 函數(shù)內(nèi)指定了引擎配置和 onStart 回調(diào)并觸發(fā) cc.game.prepare() 函數(shù)。
- run: function (config, onStart) {
- // 指定引擎配置
- this._initConfig(config);
- this.onStart = onStart;
- this.prepare(game.onStart && game.onStart.bind(game));
- }
傳送門：https://github.com/cocos-creator/engine/blob/2.4.3/cocos2d/core/CCGame.js#L491
prepare()
cc.game.prepare() 函數(shù)內(nèi)主要在項目預(yù)覽時快速編譯項目代碼并調(diào)用 _prepareFinished() 函數(shù)。
- prepare(cb) {
- // 已經(jīng)準(zhǔn)備過則跳過
- if (this._prepared) {
- if (cb) cb();
- return;
- }
- // 加載預(yù)覽項目代碼
- this._loadPreviewScript(() => {
- this._prepareFinished(cb);
- });
- }
傳送門：https://github.com/cocos-creator/engine/blob/2.4.3/cocos2d/core/CCGame.js#L472
對于快速編譯的細(xì)節(jié)，可以在項目預(yù)覽時打開瀏覽器的開發(fā)者工具，在 Sources 欄中搜索（Ctrl + P） __quick_compile_project__ 即可找到 __quick_compile_project__.js 文件。
_prepareFinished()
cc.game._prepareFinished() 函數(shù)的作用主要為初始化引擎、設(shè)置幀率計時器和初始化內(nèi)建資源（effect 資源和 material 資源）。
當(dāng)內(nèi)建資源加載完成后就會調(diào)用 cc.game._runMainLoop() 啟動引擎主循環(huán)。
- _prepareFinished(cb) {
- // 初始化引擎
- this._initEngine();
- // 設(shè)置幀率計時器
- this._setAnimFrame();
- // 初始化內(nèi)建資源（加載內(nèi)置的 effect 和 material 資源）
- cc.assetManager.builtins.init(() => {
- // 打印引擎版本到控制臺
- console.log('Cocos Creator v' + cc.ENGINE_VERSION);
- this._prepared = true;
- // 啟動 mainLoop
- this._runMainLoop();
- // 發(fā)射 ‘game_inited' 事件（即引擎已初始化完成）
- this.emit(this.EVENT_GAME_INITED);
- // 調(diào)用 main.js 中定義的 onStart 函數(shù)
- if (cb) cb();
- });
- }
傳送門：https://github.com/cocos-creator/engine/blob/2.4.3/cocos2d/core/CCGame.js#L387
對于 _prepareFinished() 內(nèi)調(diào)用的 _setAnimFrame() 函數(shù)這里必須提一下。
_setAnimFrame()
cc.game._setAnimFrame() 內(nèi)部對不同的游戲幀率做了適配。
另外還對 window.requestAnimationFrame() 接口做了兼容性封裝，用于兼容不同的瀏覽器環(huán)境，具體的我們下面再說。
這里就不貼 _setAnimFrame() 的代碼了，有需要的小伙伴可自行查閱。
傳送門：https://github.com/cocos-creator/engine/blob/2.4.3/cocos2d/core/CCGame.js#L564
_runMainLoop()
cc.game._runMainLoop() 這個函數(shù)的名字取得很簡單直接，攤牌了它就是用來運(yùn)行 mainLoop() 函數(shù)的。
讓我們瞧瞧代碼：
- _runMainLoop: function () {
- if (CC_EDITOR) return;
- if (!this._prepared) return;
- // 定義局部變量
- var self = this, callback, config = self.config,
- director = cc.director,
- skip = true, frameRate = config.frameRate;
- // 展示或隱藏性能統(tǒng)計
- debug.setDisplayStats(config.showFPS);
- // 設(shè)置幀回調(diào)
- callback = function (now) {
- if (!self._paused) {
- // 循環(huán)調(diào)用回調(diào)
- self._intervalId = window.requestAnimFrame(callback);
- if (!CC_JSB && !CC_RUNTIME && frameRate === 30) {
- if (skip = !skip) return;
- }
- // 調(diào)用 mainLoop
- director.mainLoop(now);
- }
- };
- // 將在下一幀開始循環(huán)回調(diào)
- self._intervalId = window.requestAnimFrame(callback);
- self._paused = false;
- }
傳送門：https://github.com/cocos-creator/engine/blob/2.4.3/cocos2d/core/CCGame.js#L612
通過以上代碼我們可以得知，_runMainLoop() 主要通過 window.requestAnimFrame() 接口來實現(xiàn)循環(huán)調(diào)用 mainLoop() 函數(shù)。
window.requestAnimFrame()
window.requestAnimFrame() 就是我們上面說到的 _setAnimFrame() 內(nèi)部對于 window.requestAnimationFrame() 的兼容性封裝。
對前端不太熟悉的小伙伴可能會有疑問，window.requestAnimationFrame() 又是啥，是用來干嘛的，又是如何運(yùn)行的？
window.requestAnimationFrame()
簡單來說，window.requestAnimationFrame() 用于向瀏覽器請求進(jìn)行一次重繪（repaint），并在重繪之前調(diào)用指定的回調(diào)函數(shù)。
window.requestAnimationFrame() 接收一個回調(diào)作為參數(shù)并返回一個整數(shù)作為唯一標(biāo)識，瀏覽器將會在下一個重繪之前執(zhí)行這個回調(diào)；并且執(zhí)行回調(diào)時會傳入一個參數(shù)，參數(shù)的值與 performance.now() 返回的值相等。
performance.now() 的返回值可以簡單理解為瀏覽器窗口的運(yùn)行時長，即從打開窗口到當(dāng)前時刻的時間差。
MDN 文檔：https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/API/Performance/now
回調(diào)函數(shù)的執(zhí)行次數(shù)通常與瀏覽器屏幕刷新次數(shù)相匹配，也就是說，對于刷新率為 60Hz 的顯示器，瀏覽器會在一秒內(nèi)執(zhí)行 60 次回調(diào)函數(shù)。
對于 window.requestAnimationFrame() 的說明到此為止，如果想要了解更多信息請自行搜索。
MDN 文檔：https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/API/Window/requestAnimationFrame
小結(jié)
畫一張圖來對引擎的啟動流程做一個小小的總結(jié)叭~
主循環(huán)
經(jīng)歷了一番波折后，終于來到了最期待的引擎主循環(huán)部分，話不多說，我們繼續(xù)！
cc.director
cc.director 對象是導(dǎo)演類 cc.Director 的實例，引擎通主要過 cc.director 對象來管理游戲的邏輯流程。
CCDirector.js：https://github.com/cocos-creator/engine/blob/2.4.3/cocos2d/core/CCDirector.js
mainLoop()
cc.director.mainLoop() 函數(shù)可能是引擎中最關(guān)鍵的邏輯之一了，包含的內(nèi)容很多也很關(guān)鍵。
現(xiàn)在讓我們進(jìn)入 mainLoop() 函數(shù)內(nèi)部來一探究竟吧！
這里我選擇性剔除掉了函數(shù)中一些的代碼，還搞了點注釋：
- mainLoop: function(now) {
- // 計算“全局”增量時間（DeltaTime）
- // 也就是距離上一次調(diào)用 mainLoop 的時間間隔
- this.calculateDeltaTime(now);
- // 游戲沒有暫停則進(jìn)行更新
- if (!this._paused) {
- // 發(fā)射 'director_before_update' 事件
- this.emit(cc.Director.EVENT_BEFORE_UPDATE);
- // 調(diào)用新增的組件（已啟用）的 start 函數(shù)
- this._compScheduler.startPhase();
- // 調(diào)用所有組件（已啟用）的 update 函數(shù)
- this._compScheduler.updatePhase(this._deltaTime);
- // 更新調(diào)度器（cc.Scheduler）
- this._scheduler.update(this._deltaTime);
- // 調(diào)用所有組件（已啟用）的 lateUpdate 函數(shù)
- this._compScheduler.lateUpdatePhase(this._deltaTime);
- // 發(fā)射 'director_after_update' 事件
- this.emit(cc.Director.EVENT_AFTER_UPDATE);
- // 銷毀最近被移除的實體（節(jié)點）
- Obj._deferredDestroy();
- }
- // 發(fā)射 'director_before_draw' 事件
- this.emit(cc.Director.EVENT_BEFORE_DRAW);
- // 渲染游戲場景
- renderer.render(this._scene, this._deltaTime);
- // 發(fā)射 'director_after_draw' 事件
- this.emit(cc.Director.EVENT_AFTER_DRAW);
- // 更新事件管理器的事件監(jiān)聽（cc.eventManager 已被廢棄）
- eventManager.frameUpdateListeners();
- // 累加游戲運(yùn)行的總幀數(shù)
- this._totalFrames++;
- }
傳送門：https://github.com/cocos-creator/engine/blob/2.4.3/cocos2d/core/CCDirector.js#L843
接下來我們來對主循環(huán)中的關(guān)鍵點一一進(jìn)行分解。
ComponentScheduler
cc.director 對象中的 _compScheduler屬性 是 ComponentScheduler 類的實例。
大多數(shù)小伙伴可能對于 ComponentScheduler 這個類沒有什么印象，我來簡單解釋一下。
將 ComponentScheduler 的名字直譯過來就是“組件調(diào)度器”，從名字上就可以看出，這個類是用來調(diào)度組件的。
說人話，ComponentScheduler 類是用來集中調(diào)度（管理）游戲場景中所有組件（cc.Component）的生命周期的。
文字不夠直觀，看完下面這張圖大概就懂了：
component-scheduler.js：https://github.com/cocos-creator/engine/blob/2.4.3/cocos2d/core/component-scheduler.js
startPhase
- // 調(diào)用新增的組件（已啟用）的 start 函數(shù)
- this._compScheduler.startPhase();
組件的 start 回調(diào)函數(shù)會在組件第一次激活前，也就是第一次執(zhí)行 update 之前觸發(fā)。
在組件的一生中 start 回調(diào)只會被觸發(fā)一次，onLoad 和 onEnable 也一樣。
只不過 onLoad 和 onEnable 是由 NodeActivator 類的實例來管理的：
onLoad 會在節(jié)點激活時就觸發(fā)onEnable 會在組件被啟用時觸發(fā)
而 start 則會等到下一次主循環(huán) mainLoop() 時才觸發(fā)。
NodeActivator
NodeActivator 類主要用于啟用和禁用節(jié)點以及身上的組件。
cc.director 對象中就擁有一個實例 _nodeActivator，游戲中所有節(jié)點的啟用和禁用都需要通過它來操作。
像這樣：cc.director._nodeActivator.activateNode(this, value);
node-activator.js：https://github.com/cocos-creator/engine/blob/2.4.3/cocos2d/core/node-activator.js
updatePhase
- // 調(diào)用所有組件（已啟用）的 update 函數(shù)
- this._compScheduler.updatePhase(deltaTime);
組件的 update 函數(shù)在每一幀都會被觸發(fā)一次。
lateUpdatePhase
- // 調(diào)用所有組件（已啟用）的 lateUpdate 函數(shù)
- this._compScheduler.lateUpdatePhase(deltaTime);
組件的 lateUpdate 函數(shù)會在 update 和調(diào)度器 cc.Scheduler 更新之后被觸發(fā)。調(diào)度器的更新內(nèi)容包括緩動、動畫和物理等，這一點下面會展開。
ParticleSystem
BTW，粒子系統(tǒng)組件（cc.ParticleSystem）就是在 lateUpdate 回調(diào)函數(shù)中進(jìn)行更新的。
CCParticleSystem.js：https://github.com/cocos-creator/engine/blob/2.4.3/cocos2d/particle/CCParticleSystem.js
Tips
請謹(jǐn)慎使用 update 和 lateUpdate 回調(diào)，因為它們每一幀都會被觸發(fā)，如果 update 或 lateUpdate 內(nèi)的邏輯過多，就會使得每一幀的執(zhí)行時間（即幀時間 Frame time）都變長，導(dǎo)致游戲運(yùn)行幀數(shù)降低或出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況。
注意這不是不讓你用，該用還得用，只是不要濫用，不要啥玩意都往里邊賽~
Scheduler
cc.director 對象的 _scheduler 屬性為 cc.Scheduler 類的實例。
cc.Scheduler 是負(fù)責(zé)觸發(fā)回調(diào)函數(shù)的類。
Scheduler.js：https://github.com/cocos-creator/engine/blob/2.4.3/cocos2d/core/Scheduler.js
你絕對猜不到下面這一行看起來如此平平無奇的代碼執(zhí)行之后會發(fā)生什么。
- // 更新調(diào)度器（cc.Scheduler 類實例）
- this._scheduler.update(this._deltaTime);
cc.director.mainLoop() 中使用 _scheduler.update() 函數(shù)來分發(fā) update，在調(diào)度器（cc.director._scheduler）內(nèi)部會根據(jù)優(yōu)先級先后觸發(fā)各個系統(tǒng)模塊和組件計時器的更新。
系統(tǒng)模塊
調(diào)度器的更新會先觸發(fā)以下系統(tǒng)模塊的更新：
- ActionManager
- AnimationManager
- CollisionManager
- PhysicsManager
- Physics3DManager
- InputManager
以上這些模塊都以 cc.director._scheduler.scheduleUpdate() 的方式注冊到調(diào)度器上，因為這些模塊每一幀都需要進(jìn)行更新。
除了 InputManager 以外的模塊的優(yōu)先級都為 cc.Scheduler.PRIORITY_SYSTEM，也就是系統(tǒng)優(yōu)先級，會優(yōu)先被觸發(fā)。
ActionManager
ActionManager 即動作管理器，用于管理游戲中的所有動作，也就是緩動系統(tǒng) Action 和 Tween（其實它們本質(zhì)上是同一種東西）。
CCActionManager.js：https://github.com/cocos-creator/engine/blob/2.4.3/cocos2d/actions/CCActionManager.js
AnimationManager
AnimationManager 即動畫管理器，用于管理游戲中的所有動畫，驅(qū)動節(jié)點上的 Animation 組件播放動畫。
animation-manager.js：https://github.com/cocos-creator/engine/blob/2.4.3/cocos2d/animation/animation-manager.js
CollisionManager
CollisionManager 即碰撞組件管理器，用于處理節(jié)點之間的碰撞組件是否產(chǎn)生了碰撞，并調(diào)用相應(yīng)回調(diào)函數(shù)。
CCCollisionManager.js：https://github.com/cocos-creator/engine/blob/2.4.3/cocos2d/collider/CCCollisionManager.js
PhysicsManager
PhysicsManager 即物理系統(tǒng)管理器，內(nèi)部以 Box2D 作為 2D 物理引擎，加以封裝并開放部分常用的接口。同時 PhysicsManager 還負(fù)責(zé)管理碰撞信息的分發(fā)。
CCPhysicsManager.js：https://github.com/cocos-creator/engine/blob/2.4.3/cocos2d/core/physics/CCPhysicsManager.js
Physics3DManager
Physics3DManager 即3D 物理系統(tǒng)管理器，Cocos Creator 中的 3D 物理引擎有 Cannon.js 和 Builtin 可選，Physics3DManager 給它們封裝了統(tǒng)一的常用接口。
physics-manager.ts：https://github.com/cocos-creator/engine/blob/2.4.3/cocos2d/core/3d/physics/framework/physics-manager.ts
InputManager
InputManager 即輸入事件管理器，用于管理所有輸入事件。開發(fā)者主動啟用加速度計（Accelerometer）之后，引擎會定時通過 InputManager 發(fā)送 cc.SystemEvent.EventType.DEVICEMOTION 事件（默認(rèn)間隔為 0.2 秒）。
CCInputManager.js：https://github.com/cocos-creator/engine/blob/2.4.3/cocos2d\core\platform\CCInputManager.js
組件計時器
相信大多數(shù)小伙伴都使用過組件的 schedule() 和 scheduleOnce() 接口，主要用來重復(fù)執(zhí)行或定時執(zhí)行函數(shù)。
實際上，cc.Component 的 schedule() 接口依賴的也是 cc.Scheduler 類，具體使用的也是 cc.director 對象中的 _scheduler 實例。
組件的 schedule() 接口在 cc.director._scheduler.schedule() 接口之外加了一層封裝，以組件自身作為 target，這樣一來組件內(nèi)的定時任務(wù)就與組件生命周期綁定，當(dāng)組件被銷毀時定時任務(wù)也會被移除。
而 scheduleOnce() 接口則是在組件的 schedule() 接口之外又加了一層封裝，固定只會在指定時間后執(zhí)行一次。
CCComponent.js：https://github.com/cocos-creator/engine/blob/2.4.3/cocos2d/core/components/CCComponent.js
[文檔] 使用計時器：http://docs.cocos.com/creator/manual/zh/scripting/scheduler.html
另外我還注意到，有不少小伙伴還不是很清楚組件的計時器和 setTimeout()、setInterval() 之間的區(qū)別和用法，那就趁這個機(jī)會簡單講一下吧~
setTimeout & setInterval
setTimeout() 和 setInterval() 都是由瀏覽器或 Node.js 這類 runtime 所提供的接口。
setTimeout() 接口用于設(shè)置一個定時器，該定時器在定時器到期后執(zhí)行一個函數(shù)或指定的一段代碼。setInterval() 接口用于重復(fù)調(diào)用一個函數(shù)或執(zhí)行一個代碼段，在每次調(diào)用之間具有固定的時間延遲。
再補(bǔ)充一個小知識：
在瀏覽器中 setTimeout() 和 setInterval() 的最小延時（間隔）是 4ms。
如果是未激活（后臺）的標(biāo)簽頁（tab），最小延時（間隔）則加長到 1000ms。
舉個栗子
假如我在當(dāng)前標(biāo)簽頁設(shè)置了一個每 500ms 輸出一個 log 的定時器，當(dāng)我切換到別的標(biāo)簽頁之后，那么這個定時器就會變成每 1000ms 才輸出一個 log。
像這樣，感興趣的話可以自己去試試：
- setInterval(() => {
- console.log(new Date().getTime());
- }, 500);
- // 模擬輸出
- // 標(biāo)簽頁在前臺
- // 1604373521000
- // 1604373521500
- // 1604373522000
- // 切換到別的標(biāo)簽頁后
- // 1604373523000
- // 1604373524000
- // 1604373525000
區(qū)別 & 用法
組件的計時器依賴于引擎的 mainLoop() 和組件自身，如果引擎被暫停，那么組件的計時器也會被暫停，如果組件或組件所在的節(jié)點被銷毀了，那么計時器也會失效。
setTimeout() 和 setInterval() 都依賴于當(dāng)前所處的 window 對象，也就是說只要當(dāng)前瀏覽器標(biāo)簽頁不關(guān)閉，setTimeout() 和 setInterval() 都還是會執(zhí)行的。
當(dāng)你需要在組件內(nèi)部定時或重復(fù)執(zhí)行某一函數(shù)或操作某個節(jié)點，那么可以使用組件的計時器。
讓我們想象一個場景：
在當(dāng)前場景中的某個腳本內(nèi)使用 setInterval() 來重復(fù)移動場景中的某個節(jié)點，當(dāng)我們切換場景后會發(fā)生什么？
當(dāng)定時器再次調(diào)用回調(diào)嘗試移動節(jié)點的時候，會無法找到目標(biāo)節(jié)點而報錯，因為節(jié)點已經(jīng)跟著之前的場景一起被銷毀了，而定時器還在繼續(xù)執(zhí)行。
這種情況下使用組件的計時器就不會有這種問題，因為計時器會隨著組件的銷毀而被清除。
而當(dāng)我們需要執(zhí)行一些與游戲場景沒有關(guān)聯(lián)的事情的時候，就可以考慮使用 setTimeout() 或 setInterval()。
當(dāng)然能用組件計時器的話最好還是用組件計時器啦~
小結(jié)
依然還是畫一張圖來小小總結(jié)一下 Scheduler。
總結(jié)
關(guān)于引擎的啟動流程和主循環(huán)就解讀到這里啦。
最后的最后，還是畫張圖來做一個最后的總結(jié)~
以上就是解讀CocosCreator源碼之引擎啟動與主循環(huán)的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于CocosCreator源碼解讀的資料請關(guān)注服務(wù)器之家其它相關(guān)文章！
原文鏈接：https://www.cnblogs.com/ifaswind/p/cocos-creator-source-launch-and-main-loop.html
