Unity 游戏框架搭建 (十九) 简易对象池

程序员文章站 2022-07-13 15:01:39

...

在Unity中我们经常会用到对象池，使用对象池无非就是解决两个问题:

一是减少new时候寻址造成的消耗，该消耗的原因是内存碎片。
二是减少Object.Instantiate时内部进行序列化和反序列化而造成的CPU消耗。

想进一步了解对象池模式优化原理的同学可以参阅: 对象池模式:http://gpp.tkchu.me/object-pool.html，本篇主要讲如何实现一个精简并且灵活的对象池。

设计：

首先我们要弄清楚本篇对象池的几个概念，否则直接上代码大家会一头雾水。
从字面上理解对象池，池的意思就是容器。我们可以从池中获取一个对象(一条鱼)，也可以向池中放入一个对象(一条鱼)。获取的操作我们叫Allocate(分配),而放入一个对象我们叫Recycle(回收)(ps:也有很多习惯叫Spawn和Despawn的,这个看自己习惯了)。所以我们可以定义池的接口为如下:

    public interface IPool<T>
    {
        T Allocate();

        bool Recycle(T obj);
    }

为什么要用泛型呢？因为笔者开头说过，本篇主要讲如何实现一个精简并且灵活的对象池。这个灵活很大一部分是通过泛型体现的。

前面有说过，池是容器的意思，在C#中可以是List,Queue或者Stack甚至是数组。所以对象池本身要维护一个容器。本篇我们选取Stack来作为池容器，原因是当我们在Allocate和Recycle时并不关心缓存的存储的顺序，只要求缓存对象的地址是连续的。代码如下所示:

    using System.Collections.Generic;

    public abstract class Pool<T> : IPool<T>
    {
          ...
        protected Stack<T> mCacheStack = new Stack<T>();
          ...
    }

Pool是个抽象类，为什么呢? 因为笔者开头说过，本篇主要讲如何实现一个精简并且灵活的对象池。这个灵活很大一部分是通过抽象类体现的。

现在对象的存取和缓存接口都设计好了，那么这些对象是从哪里来的呢？我们分析下，创建对象我们知道有两种方式，反射构造方法和new一个对象。对象池的一个重要功能就是缓存，要想实现缓存就要求对象可以在对象池内部进行创建。所以我们要抽象出一个对象的工厂，代码如下所示:

    public interface IObjectFactory<T>
    {
        T Create();
    }

那么大家要问为什么要用工厂? 因为笔者开头说过，本篇主要讲如何实现一个精简并且灵活的对象池。这个灵活很大一部分是通过工厂体现的。

OK，现在对象的创建，存取，缓存的接口都设计好了。下面放出Pool的全部代码。

    using System.Collections.Generic;

    public abstract class Pool<T> : IPool<T>
    {
        #region ICountObserverable
        /// <summary>
        /// Gets the current count.
        /// </summary>
        /// <value>The current count.</value>
        public int CurCount
        {
            get { return mCacheStack.Count; }
        }
        #endregion

        protected IObjectFactory<T> mFactory;

        protected Stack<T> mCacheStack = new Stack<T>();

        /// <summary>
        /// default is 5
        /// </summary>
        protected int mMaxCount = 5;

        public virtual T Allocate()
        {
            return mCacheStack.Count == 0
                ? mFactory.Create()
                : mCacheStack.Pop();
        }

        public abstract bool Recycle(T obj);
    }

代码不多，设计阶段基本就这样。下面介绍如何实现一个简易的对象池。

对象池实现

首先要实现一个对象的创建器,代码如下所示:

    using System;

    public class CustomObjectFactory<T> : IObjectFactory<T>
    {
        public CustomObjectFactory(Func<T> factoryMethod)
        {
            mFactoryMethod = factoryMethod;
        }

        protected Func<T> mFactoryMethod;

        public T Create()
        {
            return mFactoryMethod();
        }
    }

比较简单，只是维护了一个返回值为T的委托(如果说得有误请指正)。
对象池实现:

    using System;

    /// <summary>
    /// unsafe but fast
    /// </summary>
    /// <typeparam name="T"></typeparam>
    public class SimpleObjectPool<T> : Pool<T>
    {
        readonly Action<T> mResetMethod;

        public SimpleObjectPool(Func<T> factoryMethod, Action<T> resetMethod = null,int initCount = 0)
        {
            mFactory = new CustomObjectFactory<T>(factoryMethod);
            mResetMethod = resetMethod;

            for (int i = 0; i < initCount; i++)
            {
                mCacheStack.Push(mFactory.Create());
            }
        }

        public override bool Recycle(T obj)
        {
            mResetMethod.InvokeGracefully(obj);
            mCacheStack.Push(obj);
            return true;
        }
    }

实现也很简单，这里不多说了。

如何使用?

            var fishPool = new SimpleObjectPool<Fish>(() => new Fish(), null, 100);

            Log.I("fishPool.CurCount:{0}", fishPool.CurCount);

            var fishOne = fishPool.Allocate();

            Log.I("fishPool.CurCount:{0}", fishPool.CurCount);

            fishPool.Recycle(fishOne);

            Log.I("fishPool.CurCount:{0}", fishPool.CurCount);

            for (int i = 0; i < 10; i++)
            {
                fishPool.Allocate();
            }

            Log.I("fishPool.CurCount:{0}", fishPool.CurCount);

运行结果:

fishPool.CurCount:100
fishPool.CurCount:99
fishPool.CurCount:100
fishPool.CurCount:90

OK，本篇就介绍到这里

如果有帮助到您:

如果觉得本篇教程对您有帮助，不妨通过以下方式赞助笔者一下，鼓励笔者继续写出更多高质量的教程，也让更多的力量加入 QFramework 。

给 QFramework 一个 Star
- 地址: https://github.com/liangxiegame/QFramework
给 Asset Store 上的 QFramework 并给个五星(需要先下载)
- 地址: http://u3d.as/SJ9
购买 gitchat 话题《Unity 游戏框架搭建：我所理解的框架》
- 价格: 6 元，会员免费
- 地址: http://gitbook.cn/gitchat/activity/5abc3f43bad4f418fb78ab77
购买 gitchat 话题《Unity 游戏框架搭建：资源管理神器 ResKit》
- 价格: 6 元，会员免费
- 地址: http://gitbook.cn/gitchat/activity/5b29df073104f252297a779c
购买同名的蛮牛视频课程录播课程:
- 价格 ~~19.2 元~~ 29.8 元
- 地址: http://edu.manew.com/course/431
购买同名电子书 :https://www.kancloud.cn/liangxiegame/unity_framework_design( 29.9 元，内容会在 2018 年 10 月份完结)

上一篇：特定指纹字典制作工具

下一篇：【Unity】Unity对象池

Unity 游戏框架搭建 (十九) 简易对象池

设计：

对象池实现

如何使用?

相关链接:

如果有帮助到您:

Unity 游戏框架搭建 (十九) 简易对象池