UE4的内存模型

转自：https://blog.csdn.net/noahzuo/article/details/73565259

UObject和FUObjectItem

UE4运行的基本单位是UObjet，然而UObject针对于内存相关的东西都储存在结构体FUObjectItem中。有个全局变量GUObjectArray，可以通过以下代码来遍历所有的Objects：

for (FRawObjectIterator It(false); It; ++It)
{
    FUObjectItem* ObjectItem = *It;
    UObject* obj = ObjectItem->Object;
}

可以通过如下代码来获得一个UObject对应的ObjectItem

FUObjectItem* ObjectItem = GUObjectArray.ObjectToObjectItem(Object);

GUObjectArray中有几个函数可以通过索引和ObjectItem、Object的相互获取，对应的函数为IndexToObject、ObjectToIndex、IndexToObjectUnsafeForGC等。

GUObjectArray中所有的UObjectArray的分布是有顺序的——那些不会被GC的UObject，例如各StaticClass、核心Object，GamePlayInstance等会放在前面；而那些有可能被GC的UObject，则放在后面。此外，GUObjectArray中有个变量ObjLastNonGCIndex，用于分隔这两类UObject。

/**
 * Returns true if this object is "disregard for GC"...same results as the legacy RF_DisregardForGC flag
 *
 * @param Object object to get for disregard for GC
 * @return true if this object si disregard for GC
 */
FORCEINLINE bool IsDisregardForGC(const class UObjectBase* Object)
{
　　return Object->InternalIndex <= ObjLastNonGCIndex;
}

FUObjectCluster相关
Cluster指得是一组UObject为一簇，这群UObject同生共死，每个Cluster有一个根root的UObject。

每一个FUObjectItem里面有一个变量ClusterRootIndex，这个储存的是当前Object所在的Cluster的root object所在GUObjectArray的索引。

    // UObjectArray.h
    // UObject Owner Cluster Index
    int32 ClusterRootIndex; 

引擎中有一个全局变量FUObjectClusterContainer GUObjectClusters，用于管理内存中所有的Clusters。

// Get the number of all clusters that have been allocated. 
GUObjectClusters.GetNumAllocatedClusters()

但很奇怪的，在我新建的若干个测试关卡/项目中，这个值一直为0……

• 一个关卡ULevel不可以成为一个Cluster的root，原因是在这个时候（postload之后）仍然有很多被Level引用的assets并未构建它们自己的Cluster。

bool ULevel::CanBeClusterRoot() const
{
// We don't want to create the cluster for levels in the same place as other clusters (after PostLoad)
// because at this point some of the assets referenced by levels may still haven't created clusters themselves.
return false;
}

虽然ULevel本身不可以作为Cluster Root，而相反的是它会创建一个特殊的actor container，用来储存原本应该位于Cluster的actors。这是由于只有某些特殊的actor种类才能用于Cluster，所以剩下的那些不能被cluster的actors需要通过actor container来进行引用。

ULevel中使用ClusterActors数组用于储存那些用于Cluster的Actors；用ActorsForGC储存那些剩下的Actors。主食中提到不希望Level直接去引用那些本就是Cluster的Actors，注释中提到这会导致变慢（针对于cluster的Reference很慢，可能是如果引用了cluster里面的actor，那么会导致整个cluster也会添加对应的引用关系，从而导致引用的层级变多吧……）

    TArray<AActor*> ClusterActors;
    for (int32 ActorIndex = Actors.Num() - 1; ActorIndex >= 0; --ActorIndex)
    {
        AActor* Actor = Actors[ActorIndex];
        if (Actor && Actor->CanBeInCluster())
        {
        ClusterActors.Add(Actor);
        }
        else
        {
        ActorsForGC.Add(Actor);
        }
    }

引用相关

• 如何获得一个UObject所引用的其他UObject？

TArray<UObject*> CollectedReferences;
FReferenceFinder ObjectReferenceCollector(CollectedReferences);
ObjectReferenceCollector.FindReferences(Object);

一度看了看Reference是怎么跑起来的，后来发现大部分的从UClass派生出来的类会制定对应的ClassAddReferenceObjects方法，这个方法用于制定该类会和哪些东西产生对应的引用……

不受内存管理的内存

• malloc & free
• new & delete
  new与malloc的区别在于，new在分配内存完成之后会调用构造函数。

内存管理的内存

• 对于不是继承自UObject的Native C++类，使用TSharedPtr、TAutoPtr、TWeakPtr、TSharedRef、TScopedPointer管理
• 对于继承自UObject的子类
  创建： UObject::NewObject<> 或是 UObject::ConstructObject<>，其中ConstructObject可以做更复杂的参数配置
  销毁：当计数为0时，自动释放；调用UObject::ConditionalBeginDestroy()手动释放。若要强制调用垃圾回收，则调用UWorld::ForceGarbageCollection(true)。
• 对于继承自AActor的子类
  创建： UWorld::SpawnActor<>
  销毁： AActor::Destroy()
• TArray<>数组需要用UPROPERTY()修饰，否则会导致内存管理错误
• 继承自UActorComponent的组件，使用AActor::CreateDefaultSubobject<>，同样组件的指针变量也需要用UPROPERTY()修饰。

1.什么样的对象可以被unreal engine管理和回收：
unreal engine定义的类中，只有UObject或者是UObject的派生类创建的对象，才能被unreal engine管理，用完后才能被unreal engine回收。其它类比如：UStructs，不具有这个特性。

2.UObject或者是UObject的派生类的实例，创建和销毁的方式：
1).AActor类或者AActor派生类，虽然也是UObject的派生类，但创建和销毁方式不同于一般UObject的派生类：

AActor创建方式：

UWorld::SpawnActor() //此方法创建Actor实例后，UWorld会持有Actor实例的引用

AActor销毁的方式：

AActor::Destroy() //此方法会将Actor实例从关卡中删除，并将Actor实例标记为“待杀死”，然后会在下一次GC时删除

2).除AActor类或者AActor派生类以外的其它UObject或者是UObject的派生类：

UObject可通过如下4种方式创建：

NewObject<class>()
NewNamedObject<class>()
ConstructObject<class>()
new

UObject销毁方式：

UObject::MarkPendingKill() //此方法执行后，所有指向此实例的指针将设置为NULL，并在下一次GC时删除

3.垃圾收集器如何管理UObject的实例
1).AActor类或者AActor派生类的实例被创建后，会自动存放在垃圾收集器的对象根集合中，不会被自动回收。

2).除AActor类或者AActor派生类以外的其它UObject或者是UObject的派生类的实例被创建后，会自动被回收，如果想不被GC回收，主要有如下几种方式：

2.1).创建的实例作为UObject的派生类的成员变量，并且被标记为UPROPERTY()

2.2).创建的实例存放在TArray中，TArray作为UObject的派生类的成员变量，并且被标记为UPROPERTY()

2.3).创建的实例存放在智能指针中。（此说法待验证)

2.4).通过UObject::AddToRoot()，设置RF_RootSet标志（可参考：UObject Instance Creation）。