Unity 游戏框架搭建 (十九) 简易对象池

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

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