前言
預(yù)備
不知道你有沒有想過谴分，假如把游戲世界比作一輛汽車谬擦，那么這輛“汽車”是如何啟動颗品，又是如何持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的呢袖牙？
如題侧巨，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鞭达、緩動系統(tǒng)司忱、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畴蹭，但不會深入到模塊的具體實(shí)現(xiàn)坦仍。
因?yàn)槿绻衙總€模塊都“摸”一遍，那這篇文章怕是寫不完了叨襟。
Go!
希望大家看完這篇文章之后能夠更加了解 Cocos Creator 引擎桨踪。
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)更新芹啥，如果你想要皮皮來解讀解讀引擎的某個模塊，也歡迎留言告訴我铺峭，我...我考慮下哈哈哈~
本文以 Cocos Creator 2.4.3 版本為參考墓怀。
正文
啟動流程
index.html
對于 Web 平臺 index.html 文件就是絕對的起點(diǎn)。
在默認(rèn)的 index.html 文件中卫键，定義了游戲啟動頁面的布局傀履，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)钓账？
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();
}
});
復(fù)制代碼
上面這段代碼主要用于加載引擎腳本和物理系統(tǒng)腳本碴犬，腳本加載完成之后就會調(diào)用 main.js 中定義的 window.boot() 函數(shù)。
?? 對于原生平臺梆暮，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 文件服协。（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啦粹，加快文件加載速度偿荷，減少流量消耗，但同時也讓代碼失去了可閱讀性唠椭，不利于調(diào)試跳纳。
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)試和定位錯誤贪嫂。
main.js
window.boot()
對于不同平臺 main.js 的內(nèi)容也有些許差異寺庄，這里我們忽略差異部分，只關(guān)注其中關(guān)鍵的共同行為力崇。
關(guān)于 main.js 文件的內(nèi)容基本上就是定義了 window.boot() 函數(shù)斗塘。
?? 對于非 Web 平臺，會在定義完之后直接就調(diào)用 window.boot() 函數(shù)餐曹，所以 main.js 就是他們的起點(diǎn)逛拱。
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 文件台猴。
cc.game
cc.game 對象是 cc.Game 類的一個實(shí)例朽合，cc.game 包含了游戲主體信息并負(fù)責(zé)驅(qū)動游戲。
說人話饱狂，cc.game 對象就是管理引擎生命周期的模塊曹步，啟動、暫停和重啟等操作都需要用到它休讳。
CCGame.js：github.com/cocos-creat…
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)讲婚。
run: function (config, onStart) {
// 指定引擎配置
this._initConfig(config);
this.onStart = onStart;
this.prepare(game.onStart && game.onStart.bind(game));
}
復(fù)制代碼
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);
});
}
復(fù)制代碼
對于快速編譯的細(xì)節(jié)俊柔，可以在項目預(yù)覽時打開瀏覽器的開發(fā)者工具筹麸，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）器予。
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)荸频。
_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();
});
}
復(fù)制代碼
?? 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酵紫。
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奖地。
這里就不貼 _setAnimFrame() 的代碼了橄唬，有需要的小伙伴可自行查閱。
_runMainLoop()
cc.game._runMainLoop() 這個函數(shù)的名字取得很簡單直接参歹，攤牌了它就是用來運(yùn)行 mainLoop() 函數(shù)的仰楚。
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;
}
復(fù)制代碼
通過以上代碼我們可以得知，_runMainLoop() 主要通過 window.requestAnimFrame() 接口來實(shí)現(xiàn)循環(huán)調(diào)用 mainLoop() 函數(shù)泽示。
window.requestAnimFrame()
window.requestAnimFrame() 就是我們上面說到的 _setAnimFrame() 內(nèi)部對于 window.requestAnimationFrame() 的兼容性封裝缸血。
對前端不太熟悉的小伙伴可能會有疑問，window.requestAnimationFrame() 又是啥械筛，是用來干嘛的捎泻，又是如何運(yùn)行的？
window.requestAnimationFrame()
簡單來說埋哟，window.requestAnimationFrame() 用于向?yàn)g覽器請求進(jìn)行一次重繪（repaint）笆豁，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)識赤赊，瀏覽器將會在下一個重繪之前執(zhí)行這個回調(diào)闯狱；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() 返回的值相等抛计。
performance.now()的返回值可以簡單理解為瀏覽器窗口的運(yùn)行時長哄孤，即從打開窗口到當(dāng)前時刻的時間差。
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)相匹配吹截，也就是說瘦陈，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)波俄。
對于
window.requestAnimationFrame()的說明到此為止晨逝，如果想要了解更多信息請自行搜索。
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)歷了一番波折后懦铺，終于來到了最期待的引擎主循環(huán)部分捉貌，話不多說，我們繼續(xù)冬念！
cc.director
cc.director 對象是導(dǎo)演類 cc.Director 的實(shí)例趁窃，引擎通主要過 cc.director 對象來管理游戲的邏輯流程。
CCDirector.js：github.com/cocos-creat…
mainLoop()
?? cc.director.mainLoop() 函數(shù)可能是引擎中最關(guān)鍵的邏輯之一了急前，包含的內(nèi)容很多也很關(guān)鍵醒陆。
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)中一些的代碼叔汁，還搞了點(diǎn)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(shí)體（節(jié)點(diǎn)）
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++;
}
復(fù)制代碼
接下來我們來對主循環(huán)中的關(guān)鍵點(diǎn)一一進(jìn)行分解。
ComponentScheduler
cc.director 對象中的 _compScheduler屬性 是 ComponentScheduler 類的實(shí)例。
大多數(shù)小伙伴可能對于 ComponentScheduler 這個類沒有什么印象据块，我來簡單解釋一下码邻。
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另假，這個類是用來調(diào)度組件的像屋。
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）的生命周期的边篮。
文字不夠直觀己莺，看完下面這張圖大概就懂了：
component-scheduler.js：github.com/cocos-creat…
startPhase
// 調(diào)用新增的組件（已啟用）的 start 函數(shù)
this._compScheduler.startPhase();
復(fù)制代碼
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)戈轿。
在組件的一生中 start 回調(diào)只會被觸發(fā)一次凌受，onLoad 和 onEnable 也一樣。
只不過 onLoad 和 onEnable 是由 NodeActivator 類的實(shí)例來管理的：
-
onLoad會在節(jié)點(diǎn)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)思杯。
?? NodeActivator
NodeActivator類主要用于啟用和禁用節(jié)點(diǎn)以及身上的組件胜蛉。
cc.director對象中就擁有一個實(shí)例_nodeActivator，游戲中所有節(jié)點(diǎn)的啟用和禁用都需要通過它來操作色乾。像這樣：
cc.director._nodeActivator.activateNode(this, value);node-activator.js：github.com/cocos-creat…
updatePhase
// 調(diào)用所有組件（已啟用）的 update 函數(shù)
this._compScheduler.updatePhase(deltaTime);
復(fù)制代碼
組件的 update 函數(shù)在每一幀都會被觸發(fā)一次誊册。
lateUpdatePhase
// 調(diào)用所有組件（已啟用）的 lateUpdate 函數(shù)
this._compScheduler.lateUpdatePhase(deltaTime);
復(fù)制代碼
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)容包括緩動暖璧、動畫和物理等案怯，這一點(diǎn)下面會展開。
ParticleSystem
BTW澎办，粒子系統(tǒng)組件（cc.ParticleSystem）就是在 lateUpdate 回調(diào)函數(shù)中進(jìn)行更新的嘲碱。
CCParticleSystem.js：github.com/cocos-creat…
Tips
請謹(jǐn)慎使用 update 和 lateUpdate 回調(diào)，因?yàn)樗鼈兠恳粠紩挥|發(fā)浮驳，如果 update 或 lateUpdate 內(nèi)的邏輯過多悍汛，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)定的情況至会。
?? 注意這不是不讓你用离咐，該用還得用，只是不要濫用奉件，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(shí)例宵蛀。
cc.Scheduler 是負(fù)責(zé)觸發(fā)回調(diào)函數(shù)的類。
Scheduler.js：github.com/cocos-creat…
?? 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)生什么县貌。
// 更新調(diào)度器（cc.Scheduler 類實(shí)例）
this._scheduler.update(this._deltaTime);
復(fù)制代碼
cc.director.mainLoop() 中使用 _scheduler.update() 函數(shù)來分發(fā) update术陶，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：
ActionManagerAnimationManagerCollisionManagerPhysicsManagerPhysics3DManagerInputManager
以上這些模塊都以 cc.director._scheduler.scheduleUpdate() 的方式注冊到調(diào)度器上煤痕，因?yàn)檫@些模塊每一幀都需要進(jìn)行更新梧宫。
除了 InputManager 以外的模塊的優(yōu)先級都為 cc.Scheduler.PRIORITY_SYSTEM接谨，也就是系統(tǒng)優(yōu)先級，會優(yōu)先被觸發(fā)塘匣。
ActionManager
ActionManager 即動作管理器脓豪，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(shí)它們本質(zhì)上是同一種東西）忌卤。
CCActionManager.js：github.com/cocos-creat…
AnimationManager
AnimationManager 即動畫管理器扫夜，用于管理游戲中的所有動畫，驅(qū)動節(jié)點(diǎn)上的 Animation 組件播放動畫驰徊。
animation-manager.js：github.com/cocos-creat…
CollisionManager
CollisionManager 即碰撞組件管理器笤闯，用于處理節(jié)點(diǎn)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)棍厂。
CCCollisionManager.js：github.com/cocos-creat…
PhysicsManager
PhysicsManager 即物理系統(tǒng)管理器颗味，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勋桶。同時 PhysicsManager 還負(fù)責(zé)管理碰撞信息的分發(fā)脱衙。
CCPhysicsManager.js：github.com/cocos-creat…
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 可選例驹，Physics3DManager 給它們封裝了統(tǒng)一的常用接口捐韩。
physics-manager.ts：github.com/cocos-creat…
InputManager
InputManager 即輸入事件管理器，用于管理所有輸入事件鹃锈。開發(fā)者主動啟用加速度計（Accelerometer）之后荤胁，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：github.com/cocos-creat…
組件計時器
相信大多數(shù)小伙伴都使用過組件的 schedule() 和 scheduleOnce() 接口屎债，主要用來重復(fù)執(zhí)行或定時執(zhí)行函數(shù)仅政。
實(shí)際上，cc.Component 的 schedule() 接口依賴的也是 cc.Scheduler 類盆驹，具體使用的也是 cc.director 對象中的 _scheduler 實(shí)例圆丹。
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躯喇，這樣一來組件內(nèi)的定時任務(wù)就與組件生命周期綁定辫封，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廉丽，固定只會在指定時間后執(zhí)行一次倦微。
CCComponent.js：github.com/cocos-creat…
[文檔] 使用計時器：docs.cocos.com/creator/man…
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()正压、setInterval() 之間的區(qū)別和用法欣福，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)置一個定時器焦履，該定時器在定時器到期后執(zhí)行一個函數(shù)或指定的一段代碼拓劝。 -
setInterval()接口用于重復(fù)調(diào)用一個函數(shù)或執(zhí)行一個代碼段雏逾，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郑临。
如果是未激活（后臺）的標(biāo)簽頁（tab）校套，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 的定時器牧抵，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侨把。
像這樣犀变，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
復(fù)制代碼
區(qū)別 & 用法
組件的計時器依賴于引擎的 mainLoop() 和組件自身，如果引擎被暫停秋柄，那么組件的計時器也會被暫停获枝，如果組件或組件所在的節(jié)點(diǎn)被銷毀了，那么計時器也會失效骇笔。
setTimeout() 和 setInterval() 都依賴于當(dāng)前所處的 window 對象省店，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)行的笨触。
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(diǎn)懦傍，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(diǎn)芦劣，當(dāng)我們切換場景后會發(fā)生什么粗俱？當(dāng)定時器再次調(diào)用回調(diào)嘗試移動節(jié)點(diǎn)的時候，會無法找到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)而報錯虚吟，因?yàn)楣?jié)點(diǎn)已經(jīng)跟著之前的場景一起被銷毀了寸认，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串慰，因?yàn)橛嫊r器會隨著組件的銷毀而被清除偏塞。
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()邦鲫。
?? 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灸叼。
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。
如果有遺漏或錯誤的地方掂碱，也歡迎大家提出來怜姿，畢竟熬夜寫文章精神恍惚漏了也是情有可原的對吧哈哈哈~
最后的最后，還是畫張圖來做一個最后的總結(jié)~（?? 逐漸愛上畫圖~）
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