在Unity中实现对象池

用途

避免频繁地创建和销毁对象

原理

预先创建若干对象

  • 在要使用时选一个未被使用的进行使用
  • 在用完要销毁时将其标记为未使用而非销毁,以供下次使用

实现

首先实现一个容器,容器中有对象,用一个标识符来标记当前对象是否被使用

/// <summary>
/// 供对象池使用的容器(Container):容器内对象的内容、标记容器内对象为已被(未被)使用
/// </summary>
/// <typeparam name="T"></typeparam>
public class ObjectPoolContainer<T>
{
    // 容器内对象
    public T Item { get; set; }
    // 容器内对象是否已被使用的标记
    public bool Used { get; private set; }

    // 标记为已被使用
    public void Consume()
    {
        Used = true;
    }

    // 标记为未被使用
    public void Release()
    {
        Used = false;
    }
}

实现一个对象池,该对象池中的对象可以是任意对象(Object)
使用时需先自行创建对象池实例,在初始化时设置对象类型和池的初始容量

使用举例

private ObjectPool<MyObj> myObjPool = new ObjectPool<MyObj>(() => new MyObj(), 10);

var myObj = myObjPool.GetItem();
 
myObjPool.ReleaseItem(myObj); 

ObjectPool.cs

using System;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

/// <summary>
/// 一般对象的池子
/// </summary>
/// <typeparam name="T"></typeparam>
public class ObjectPool<T>
{
    // 池中所有对象
    private List<ObjectPoolContainer<T>> list;
    // 已被使用的对象(用于查询)
    private Dictionary<T, ObjectPoolContainer<T>> lookup;
    private Func<T> factoryFunc;
    private int lastIndex;

    public int Count { get { return list.Count; } }
    public int CountUsedItems { get { return lookup.Count; } }

    public ObjectPool(Func<T> factoryFunc, int initialSize)
    {
        // 该委托用于返回一个(新创建的)对象实例
        this.factoryFunc = factoryFunc;

        list = new List<ObjectPoolContainer<T>>(initialSize);
        lookup = new Dictionary<T, ObjectPoolContainer<T>>(initialSize);

        Warm(initialSize);
    }

    // 初始时即生成capacity个对象
    private void Warm(int capacity)
    {
        for (int i = 0; i < capacity; i++)
        {
            CreateContainer();
        }
    }

    private ObjectPoolContainer<T> CreateContainer()
    {
        var container = new ObjectPoolContainer<T>();
        container.Item = factoryFunc();
        list.Add(container);
        return container;
    }

    public T GetItem()
    {
        ObjectPoolContainer<T> container = null;

        // 若在list中找得到还未被使用的对象,则使用该对象作为返回值
        for (int i = 0; i < list.Count; i++)
        {
            lastIndex++;
            // 最可能没使用的就是上次使用了的下一个。若上次使用的是最后1个,则这次只要从第0个开始查
            if (lastIndex > list.Count - 1)
                lastIndex = 0;

            if (list[lastIndex].Used)
                continue;
            else
            {
                container = list[lastIndex];
                break;
            }
        }

        // list中所有对象都被使用了,新创建一个对象
        if (container == null)
            container = CreateContainer();

        // 标记为已使用
        container.Consume();
        lookup.Add(container.Item, container);

        return container.Item;
    }

    public void ReleaseItem(object item)
    {
        ReleaseItem((T)item);
    }

    public void ReleaseItem(T item)
    {
        if (lookup.ContainsKey(item))
        {
            // 标记为未使用
            var container = lookup[item];
            container.Release();
            lookup.Remove(item);
        }
    }
}

实现一个用于Unity中游戏对象(GameObject)的对象池
使用时直接调用相关静态方法

使用举例

GameObjectPool.WarmPool(prefab, 10);

var go = GameObjectPool.CreateObject(prefab, positon, rotation);

GameObjectPool.ReleaseObject(go);

GameObjectPool.cs

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

/// <summary>
/// Unity中GameObject的池子
///     与一般Object的区别是:GameObject可直接出现在场景(Scene)中
/// </summary>
public class GameObjectPool : Singleton<GameObjectPool>
{
    public bool shouldShowLog;
    public Transform root;

    // 预制体-对象池
    private Dictionary<GameObject, ObjectPool<GameObject>> prefabLookup;
    // 实例-对象池(隶属于同一预制体的实例对应的对象池是一样的)
    private Dictionary<GameObject, ObjectPool<GameObject>> instanceLookup;

    private bool hasRefreshedLog = false;

    private void Awake()
    {
        Init();
    }

    private void Update()
    {
        if (shouldShowLog && hasRefreshedLog)
        {
            ShowLog();
            hasRefreshedLog = false;
        }
    }

    private void Init()
    {
        prefabLookup = new Dictionary<GameObject, ObjectPool<GameObject>>();
        instanceLookup = new Dictionary<GameObject, ObjectPool<GameObject>>();
    }

    public void WarmPoolNonStatic(GameObject prefab, int size, bool isActive)
    {
        var pool = new ObjectPool<GameObject>(() => { return InstantiatePrefab(prefab, isActive); }, size);
        prefabLookup[prefab] = pool;

        hasRefreshedLog = true;
    }

    public GameObject CreateObjectNonStatic(GameObject prefab)
    {
        return CreateObjectNonStatic(prefab, Vector3.zero, Quaternion.identity);
    }

    public GameObject CreateObjectNonStatic(GameObject prefab, Vector3 position, Quaternion rotation)
    {
        if (!prefabLookup.ContainsKey(prefab))
            WarmPool(prefab, 1, true);

        var pool = prefabLookup[prefab];

        var go = pool.GetItem();
        go.transform.position = position;
        go.transform.rotation = rotation;
        go.SetActive(true);

        instanceLookup.Add(go, pool);
        hasRefreshedLog = true;
        return go;
    }

    public void ReleaseObjectNonStatic(GameObject go)
    {
        go.SetActive(false);

        if (instanceLookup.ContainsKey(go))
        {
            instanceLookup[go].ReleaseItem(go);
            instanceLookup.Remove(go);
            hasRefreshedLog = true;
        }
    }

    private GameObject InstantiatePrefab(GameObject prefab, bool isActive)
    {
        var go = Instantiate(prefab) as GameObject;
        if (isActive)
            go.SetActive(true);
        else
            go.SetActive(false);

        if (root != null)
            go.transform.parent = root;
        return go;
    }

    public void ShowLog()
    {
        foreach (var item in prefabLookup)
        {
            Debug.Log(string.Format("“游戏对象池”  预制体名称:{0}  {1}个在被使用,共有{2}个", item.Key.name, item.Value.CountUsedItems, item.Value.Count));
        }
    }

    #region 静态接口(供外部直接调用)
    public static void WarmPool(GameObject prefab, int size, bool isActive = false)
    {
        Instance.WarmPoolNonStatic(prefab, size, isActive);
    }

    public static GameObject CreateObject(GameObject prefab)
    {
        return Instance.CreateObjectNonStatic(prefab);
    }

    public static GameObject CreateObject(GameObject prefab, Vector3 position, Quaternion rotation)
    {
        return Instance.CreateObjectNonStatic(prefab, position, rotation);
    }

    public static void ReleaseObject(GameObject go)
    {
        Instance.ReleaseObjectNonStatic(go);
    }
    #endregion
}
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