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什么是对象池？对象池有什么用？

频繁创建和销毁对象会造成性能的开销。

创建对象的时候，系统会为这个对象开辟一片新的空间。销毁对象的时候，这个对象会变成内存垃圾，当内存垃圾达到一定程度，就会触发垃圾回收机制（及GC），清理内存垃圾，由于此时在清理垃圾，所以程序有可能就会变卡。

为了改善这个问题，我们就可以使用对象池。使用了它之后，程序的性能就能得到提升不那么容易变卡。

对象池的原理

1、当要创建对象的时候，不直接创建，而是先从对象池里面找，如果对象池里有这种类型的对象，就从对象池中取出来用。如果对象池里面没有这种类型的对象，才创建该对象。
2、当要销毁对象的时候，不直接销毁，而是把这个对象放进对象池里面存着，以便下一次创建对象时使用。

对象池的实现

1、从对象池获取对象

从对象池获取一个对象。如果对象池有，从对象池中取出来用。如果对象池没有，则实例化该对象。

/// <summary>
/// 对象池
/// </summary>
public class ObjectPool : MonoBehaviour
{// 这个对象池存储的游戏对象的预制体public GameObject prefab;// 对象池最多能容纳多少个游戏对象。负数表示可以容纳无数个。public int capacity = -1;// 从这个对象池中取出并正在使用的游戏对象。public List<GameObject> usedGameObjectList = new List<GameObject>();// 存在这个对象池中没有被使用的游戏对象。public List<GameObject> unUsedGameObjectList = new List<GameObject>();// 这个对象池中正在使用和没有被使用的游戏对象的总数public int TotalGameObjectCount => usedGameObjectList.Count + unUsedGameObjectList.Count;/// <summary>/// 从对象池获取一个对象。/// 如果对象池有，从对象池中取出来用。/// 如果对象池没有，则实例化该对象。/// </summary>/// <param name="position">位置</param>/// <param name="rotation">旋转</param>/// <param name="parent">父级</param>/// <returns>返回这个对象</returns>public GameObject Spawn(Vector3 position, Quaternion rotation, Transform parent = null){GameObject go;// 如果对象池中有，则从对象池中取出来用。if (unUsedGameObjectList.Count > 0){go = unUsedGameObjectList[0];unUsedGameObjectList.RemoveAt(0);usedGameObjectList.Add(go);go.transform.localPosition = position;go.transform.localRotation = rotation;go.transform.SetParent(parent, false);go.SetActive(true);}// 如果对象池中没有，则实例化该对象。else{go = Instantiate(prefab, position, rotation, parent);usedGameObjectList.Add(go);}// 如果该游戏对象身上继承MonoBehaviour的脚本中写了名叫OnSpawn的方法，则会执行它们一次。go.SendMessage("OnSpawn", SendMessageOptions.DontRequireReceiver);return go;}}

2、回收对象

隐藏指定的游戏对象，并把它回收进对象池中。

/// <summary>
/// 回收对象
/// </summary>
/// <param name="go">要回收的对象</param>
public void Despawn(GameObject go)
{if (go == null) return;// 遍历这个对象池中所有正在使用的游戏对象for (int i = 0; i < usedGameObjectList.Count; i++){if (usedGameObjectList[i] == go){// 如果这个对象池的容量不为负数，且容纳的游戏对象已经满，则把0号的游戏对象剔除掉if (capacity >= 0 && usedGameObjectList.Count >= capacity){if (unUsedGameObjectList.Count > 0){Destroy(unUsedGameObjectList[0]);unUsedGameObjectList.RemoveAt(0);}}// 把游戏对象回收到对象池中unUsedGameObjectList.Add(go);usedGameObjectList.RemoveAt(i);go.SetActive(false);go.transform.SetParent(transform, false);// 如果该游戏对象身上继承MonoBehaviour的脚本写了名叫OnDespawn的方法，则在回收的时候，会执行一次。go.SendMessage("OnDespawn", SendMessageOptions.DontRequireReceiver);return;}}
}

3、回收所有对象

把通过这个对象池生成的所有游戏对象全部隐藏并放入对象池中

/// <summary>
/// 回收所有对象，把通过这个对象池生成的所有游戏对象全部隐藏并放入对象池中
/// </summary>
public void DespawnAll()
{int count = usedGameObjectList.Count;for (int i = 0; i < count; i++){Despawn(usedGameObjectList[0]);}
}

4、预先往这个对象池中加载指定数量的游戏对象

/// <summary>
/// 预先往这个对象池中加载指定数量的游戏对象
/// </summary>
/// <param name="amount">预先生成游戏对象数量</param>
public void Preload(int amount = 1)
{if (prefab == null) return;if (amount <= 0) return;for (int i = 0; i < amount; i++){GameObject go = Instantiate(prefab, Vector3.zero, Quaternion.identity);go.SetActive(false);go.transform.SetParent(transform, false);unUsedGameObjectList.Add(go);go.name = prefab.name;}
}

5、最终代码

using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;/// <summary>
/// 对象池
/// </summary>
public class ObjectPool : MonoBehaviour
{//这个对象池存储的游戏对象的预制体public GameObject prefab;//对象池最多能容纳多少个游戏对象。负数表示可以容纳无数个。public int capacity = -1;//从这个对象池中取出并正在使用的游戏对象public List<GameObject> usedGameObjectsList = new List<GameObject>();//存在这个对象池中并没有被使用的游戏对象public List<GameObject> unUsedGameObjectsList = new List<GameObject>();//这个对象池中正在使用和没有被使用的游戏对象的总数public int TotalGameObjectsCount { get => usedGameObjectsList.Count + unUsedGameObjectsList.Count; }/// <summary>/// <para>从对象池获取一个对象</para>/// <para>如果对象池中有，则从对象池中取出来用。</para>/// <para>如果对象池中没有，则实例化该对象。</para>/// </summary>/// <param name="position">生成游戏对象的位置</param>/// <param name="rotation">生成游戏对象的旋转</param>/// <param name="parent">生成的游戏对象的父物体</param>/// <returns>返回这个对象</returns>public GameObject Spawn(Vector3 position, Quaternion rotation, Transform parent = null){GameObject go;if (unUsedGameObjectsList.Count > 0){go = unUsedGameObjectsList[0];unUsedGameObjectsList.RemoveAt(0);usedGameObjectsList.Add(go);go.transform.localPosition = position;go.transform.localRotation = rotation;go.transform.SetParent(parent, false);go.SetActive(true);}else{go = Instantiate(prefab, position, rotation, parent);usedGameObjectsList.Add(go);}//如果该游戏对象身上继承Monobehavior的脚本中写了名叫OnSpawn的方法，则会执行它们。go.SendMessage("OnSpawn", SendMessageOptions.DontRequireReceiver);return go;}/// <summary>/// <para>隐藏指定的游戏对象，并把它回收进对象池中。</para>/// </summary>/// <param name="go">要放入对象池的游戏对象</param>public void Despawn(GameObject go){if (go == null) return;//遍历这个对象池中所有正在使用的游戏对象for (int i = 0; i < usedGameObjectsList.Count; i++){if (usedGameObjectsList[i] == go){//如果这个对象池的容量不为负数，且容纳的游戏对象已经满了，则把0号的游戏对象删掉，确保之后新的游戏对象能放入到池子中。if (capacity >= 0 && unUsedGameObjectsList.Count >= capacity){if (unUsedGameObjectsList.Count > 0){Destroy(unUsedGameObjectsList[0]);unUsedGameObjectsList.RemoveAt(0);}}//把游戏对象放入到对象池中unUsedGameObjectsList.Add(go);usedGameObjectsList.RemoveAt(i);//如果该游戏对象身上继承Monobehavior的脚本中写了名叫OnDespawn的方法，则会执行它们。go.SendMessage("OnDespawn", SendMessageOptions.DontRequireReceiver);go.SetActive(false);go.transform.SetParent(transform, false);return;}}}/// <summary>/// 把通过这个对象池生成的所有游戏对象，全部隐藏并放入对象池中/// </summary>public void DespawnAll(){int count = usedGameObjectsList.Count;for (int i = 1; i <= count; i++){Despawn(usedGameObjectsList[0]);}//清空列表usedGameObjectsList.Clear();}/// <summary>/// <para>在这个对象池中预加载指定数量的游戏对象。</para>/// </summary>/// <param name="amount">要预加载的数量</param>public void Preload(int amount = 1){if (prefab == null) return;if (amount <= 0) return;for (int i = 1; i <= amount; i++){GameObject go = Instantiate(prefab, Vector3.zero, Quaternion.identity);go.SetActive(false);go.transform.SetParent(transform, false);unUsedGameObjectsList.Add(go);go.name = prefab.name;}}
}

封装对象池管理器

1、对象池管理器代码

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;/// <summary>
/// 对象池管理器
/// </summary>
public class ObjectPoolsManager : Singleton<ObjectPoolsManager>
{//所有对象池的父物体GameObject poolsParent;//所有对象池共同父物体的名字readonly string poolsParentName = "ObjectPools";//当前所有对象池的列表public List<ObjectPool> objectPoolsList = new List<ObjectPool>();//键：由对象池生成的并且正在使用的游戏对象//值：这个游戏对象所属的对象池public Dictionary<GameObject, ObjectPool> objectsDictionary = new Dictionary<GameObject, ObjectPool>();/// <summary>/// <para>从对象池获取一个对象</para>/// <para>如果对象池中有，则从对象池中取出来用。</para>/// <para>如果对象池中没有，则实例化该对象。</para>/// </summary>/// <param name="prefab">要生成的游戏对象的预制体</param>/// <param name="position">生成游戏对象的位置。如果没有设置父物体，则是世界坐标。如果设置了父物体，则是局部坐标。</param>/// <param name="rotation">生成游戏对象的旋转</param>/// <param name="parent">>生成游戏对象的父物体</param>/// <returns>返回游戏对象</returns>public GameObject Spawn(GameObject prefab, Vector3 position, Quaternion rotation, Transform parent = null){if (prefab == null) return null;//生成对象池的父物体CreatePoolsParentIfNull();//通过预制体来查找它所属的对象池ObjectPool objectPool = FindPoolByPrefabOrCreatePool(prefab);//从对象池获取一个对象GameObject go = objectPool.Spawn(position, rotation, parent);//把生成的游戏对象与它所属的对象池记录到字典objectsDictionary.Add(go, objectPool);return go;}/// <summary>/// <para>隐藏指定的游戏对象，并把它回收进对象池中。</para>/// </summary>/// <param name="go">要放入对象池的游戏对象</param>/// <param name="delayTime">延迟多少秒执行</param>public void Despawn(GameObject go, float delayTime = 0){if (go == null) return;//开启协程，延迟执行回收到对象池的逻辑。MonoManager.Instance.StartCoroutine(DespawnCoroutine(go, delayTime));}IEnumerator DespawnCoroutine(GameObject go, float delayTime = 0){//等待指定秒数if (delayTime > 0)yield return CoroutineTool.WaitForSeconds(delayTime);//先从象池生成的正在使用的游戏对象的字典中找指定的游戏对象if (objectsDictionary.TryGetValue(go, out ObjectPool pool)){objectsDictionary.Remove(go);//把这个游戏对象放入找到的对象池pool.Despawn(go);}else{//获取这个游戏对象所属的对象池pool = FindPoolByUsedGameObject(go);if (pool != null)pool.Despawn(go);}}/// <summary>/// 把所有通过对象池生成的对象全部隐藏，并回收进对象池中。/// </summary>public void DespawnAll(){for (int i = 0; i < objectPoolsList.Count; i++){objectPoolsList[i].DespawnAll();}objectsDictionary.Clear();}/// <summary>/// <para>在对象池中预加载指定数量的游戏对象。</para>/// </summary>/// <param name="prefab">游戏对象的预制体</param>/// <param name="amount">要预加载的数量</param>public void Preload(GameObject prefab, int amount = 1){if (prefab == null) return;if (amount <= 0) return;//通过预制体来查找它所属的对象池ObjectPool pool = FindPoolByPrefabOrCreatePool(prefab);//预加载指定数量的游戏对象pool.Preload(amount);}/// <summary>/// <para>返回指定的预制体所属的对象池的容量。</para>/// <para>如果该对象池不存在，则会创建它，然后返回-1。</para>/// </summary>/// <param name="prefab">预制体</param>public int GetCapacity(GameObject prefab){ObjectPool pool = FindPoolByPrefabOrCreatePool(prefab);return pool.capacity;}/// <summary>/// <para>设置指定的预制体所属的对象池的容量。</para>/// <para>如果该对象池不存在，则会创建它，然后再设置它的容量。</para>/// </summary>/// <param name="prefab">预制体</param>/// <param name="capacity">要设置的容量。如果设置为负数，则表示这个对象池可以容纳无数个游戏对象。</param>public void SetCapacity(GameObject prefab, int capacity = -1){ObjectPool pool = FindPoolByPrefabOrCreatePool(prefab);pool.capacity = capacity;}/// <summary>///生成对象池的父物体/// </summary>void CreatePoolsParentIfNull(){if (poolsParent == null){//清空列表和字典，避免上一个场景的数据的影响。objectPoolsList.Clear();objectsDictionary.Clear();//生成一个空物体poolsParent = new GameObject(poolsParentName);}}/// <summary>/// <para>查找指定的预制体所属的对象池</para>/// </summary>/// <param name="prefab">预制体</param>ObjectPool FindPoolByPrefab(GameObject prefab){if (prefab == null) return null;for (int i = 0; i < objectPoolsList.Count; i++){if (objectPoolsList[i].prefab == prefab)return objectPoolsList[i];}return null;}/// <summary>/// <para>查找指定的游戏对象所属的对象池</para>/// </summary>/// <param name="go">要查找的游戏对象</param>ObjectPool FindPoolByUsedGameObject(GameObject go){if (go == null) return null;for (int i = 0; i < objectPoolsList.Count; i++){ObjectPool pool = objectPoolsList[i];//遍历每一个对象池正在使用的所有游戏对象for (int j = 0; j < pool.usedGameObjectsList.Count; j++){if (pool.usedGameObjectsList[j] == go)return pool;}}return null;}/// <summary>/// <para>通过预制体来查找它所属的对象池</para>/// </summary>/// <param name="prefab">预制体</param>ObjectPool FindPoolByPrefabOrCreatePool(GameObject prefab){//生成对象池的父物体CreatePoolsParentIfNull();//查找并返回该预制体所属的对象池ObjectPool objectPool = FindPoolByPrefab(prefab);//如果该对象池不存在，则创建一个。if (objectPool == null){//创建一个对象池objectPool = new GameObject($"ObjectPool-{prefab.name}").AddComponent<ObjectPool>();//设置这个对象池所管理的预制体objectPool.prefab = prefab;//把生成的对象池放到父物体中，方便管理。objectPool.transform.SetParent(poolsParent.transform);//记录这个对象池objectPoolsList.Add(objectPool);}return objectPool;}
}

2、测试调用

public class PoolTest : MonoBehaviour
{private void OnGUI(){if (GUI.Button(new Rect(0, 0, 150, 70), "生成游戏对象")){GameObject prefab = ResourcesManager.Instance.Load<GameObject>("Prefabs/Cube");GameObject go = ObjectPoolsManager.Instance.Spawn(prefab, transform.position, Quaternion.identity, transform);go.GetComponent<Rigidbody>().AddForce(Vector3.forward * 1000f);//加力//5秒后回收ObjectPoolsManager.Instance.Despawn(go, 5f);}}
}

效果

3、生成和回收游戏对象时自动调用的方法

在预制体添加脚本，书写生成和回收游戏对象时自动调用的方法，可以在上面书写对象初始化方法，重置对象参数

public class Cube : MonoBehaviour {//生成游戏对象时自动调用void OnSpawn(){Debug.Log("生成游戏对象");}//回收游戏对象时自动调用void OnDespawn(){Debug.Log("回收游戏对象");//重置参数transform.position = Vector3.zero;GetComponent<Rigidbody>().velocity = Vector3.zero;}
}

效果

完结

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