游戏开发设计模式之对象池模式（unity3d 示例实现）

前篇：游戏开发设计模式之命令模式（unity3d 示例实现）

博主才学尚浅，难免会有错误，尤其是设计模式这种极富禅意且需要大量经验的东西，如果哪里书写错误或有遗漏，还请各位前辈指正。

原理：从一个固定的池中重用对象，来提升性能和内存的使用，而不是一个一个的分配内存在释放它们。
当你需要创造大量重复的对象，而且经常使用这些对象，你就要考虑使用对象池了，因为反复创建销毁就是一个内存反复分配与释放的过程，很容易产生内存碎片。
在主机和移动端与PC相比内存稀缺，我们都希望游戏能够更加稳定，而不能有效的管理内存，此时大量的内存碎片是致命的。
内 存碎片的意思是内存被分成一个一个的小块而不是整个大块，所有内存小块的大小可能很大但并不能使用，比如你想分配16byte的内存，此时如果有 20byte的空间就可以分配成功，但是如果这20byte是内存碎片，为两个10byte就会分配失败。所以，如果存在大量内存碎片，理论上有足够的可 用内存，也会分配失败。
很多游戏公司的游戏都会进行浸泡测试，让一个游戏跑好几天，查看是否崩溃来检测内存泄露等等，因为内存碎片产生毁灭性的结果是一个缓慢的过程。
 

内存池的原理就是预先分配一大块内存，生成满需要经常用的对象，然后直到不使用再全部释，可以把内存池看做是一堆可重用对象的集合。可以一定程度上避免产生大量内存碎片。

创 建内存池时我们生成指定数量的所有对象，然后把这些对象做标记区分来是否正在使用，所以当我们想要一个对象时只需要从池中获取一个“未使用”标记的对象就 可以，再把它标记为“使用中”，用完了再标记回“未使用”即可。就像一个租借处，需要的时候借出去，用完了再还回来。用这种方法来重用对象。注意：使用时 切记要初始化对象，对象池不需要了要立即释放。

对象池经常用在粒子系统生成粒子，和子弹，还有生成敌人等等，或者是需要播放的声音。
当你需要：
1.    频繁的创建和销毁一种对象
2.    需要空间大小差不多的对象
3.    可能产生内存碎片
4.    可重用，而且创建和销毁都很消耗的对象
请毫不犹豫的使用对象池。
对 象池也有一些缺点，可能开始生成很多对象但是大多用不上，浪费了大量内存，所以需要根据情况控制好开始生成对象的数量，或者创建第二个池，接下来会讲动态 扩充对象池，会解决这个问题。另一种可能是生成的不够用，悲剧，一种解决办法是强行“不使用“一个或几个对象来拆东墙补西墙，最好拆掉的不会被玩家发现， 还有一种就是同上接下来会讲动态扩充对象池会解决这个问题。一个很小的对象池也可能并无卵用，还是会产生内存碎片。而且在初始化时一瞬间分配大量内存，可 能产生问题。
我们需要把生成的对象储存在池中，来取出增加回收，有下面几种可以选择
1.数组，此处不是ArrayList就是普通的Object[]这样的数组，在内存中是连续存储的，索引速度非常快，使用起来比较。但是这种数组不能动态扩充，也就是生成对象的数量是不变的，不小心超出了这个范围还会产造成数据溢出，而且只能存储一种类型的对象。
2.ArrayList，动态数组，可以动态扩充，也可以存储不同类型对象，但是在操作不同类型数据时需要装箱拆箱（要做一个强制转换），带来性能耗损，并且不是类型安全。
3.List<T>，泛型，可动态扩充，但是不能存储不同类型数据，需要制定存储数据类型T。安全类型，不存在装箱拆箱。
除此三种基本的之外还可以用堆，栈，哈希，Dictionary，如果需要根据key来查找具体的对象可以用哈希或Dictionary。博主下面代码用List<T>来示范。
简单的生成敌人的代码
首先看看敌人类：

using UnityEngine;
using System.Collections;

public class Enemy : MonoBehaviour {
    public AnimationClip hurtAnimation;
    public AudioClip hertSound;
    public AudioClip dieSound;
    AudioSource audiosouce;

    int Max_HP = 3;
    int Now_HP = 3;
    bool isUsed = false;
    float moveSpeed = 0;
    float act = 0;

    // Use this for initialization
    public void init(bool _isUsed, float _moveSpeed, float _act, Vector3 _scale, Vector3 _pos, Quaternion _rot,int _Max_HP)
    {
        isUsed = _isUsed;
        moveSpeed = _moveSpeed;
        act = _act;
        this.transform.localScale = _scale;
        this.transform.position = _pos;
        this.transform.rotation = _rot;
        Max_HP = _Max_HP;
        Now_HP = _Max_HP;
    }
    public bool getUsed()
    {
        return isUsed;
    }
    void hert()
    {
…受伤处理…
    }
    void Die()
    {
        audiosouce.PlayOneShot(dieSound);
        isUsed = false;
     this.GetComponent<Rigidbody>().useGravity = false;
        this.transform.position = Vector3.zero;
   //     Destroy(this.gameObject);不需要destroy对象了
    }
    void Start () {
        audiosouce = this.GetComponent<AudioSource>();
    }
    void OnTriggerEnter(Collider other)
    {
          …hert()..
    }
    // Update is called once per frame
    void Update () {
    …逻辑…..
    }
}

init函数负责初始化敌人，每次从池中生成都需要初始化，最开始初始化isUsed标记为false代表未使用然后再在池中调用init（）赋参，getUsed方法是池获取对象状态的途径。
一个简单的生成敌人的对象池：

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

public class EnemyPool : MonoBehaviour
{
    public GameObject Hero;
    public GameObject perfab;
    List<GameObject> enemy = new List<GameObject>();
    int Max_Amount = 10;
    // Use this for initialization
    void Start()
    {
        InvokeRepeating("setEnemy", 1, 10);
        for (int i = 0; i < Max_Amount; i++)
        {
            enemy.Add(Instantiate(perfab, Vector3.left*i*2, Quaternion.identity) as GameObject);
        }
    }
    void setEnemy()
    {
        for (int i = 0; i < Max_Amount; i++)
        {
            if (!enemy[i].GetComponent<Enemy>().getUsed())
            {
  enemy[i].GetComponent<Enemy>().init(true,2,enemy[i].transform.localScale,_pos,Quaternion.identity, 3);
                enemy[i].GetComponent<Rigidbody>().useGravity = true;
                return;
            }
        }
           print("enemy all busy! create new!");
        addEnemy();
    }
    void addEnemy()
    {
        enemy.Add(Instantiate(perfab, Vector3.zero, Quaternion.identity) as GameObject);
        ++Max_Amount;
    }
}

此处博主设定每10秒钟生成一个敌人，可以自动扩充对象池。
setEnemy()为生成一个敌人，在 setEnemy()方法中我们遍历所有敌人对象来寻找未使用的敌人，再标记为标为使用，再初始化敌人属性，就成功“生成“了一个敌人。对于遍历所产生的 消耗有一种办法，把分为使用和未使用两个表，create时就从未使用的表中获取，再放入使用中的表中。
addEnemy()方法为扩充一个敌人，使用List<T>的add方法。

实现结果：

博主近期渲染：最近用unity5弄的一些渲染

 

                              ---- by wolf96