13.缓存池优化：对象上限配置

一、本课目标

Lesson13 通过 GetObj 的参数设置对象数量上限：

PoolMgr3.Instance.GetObj("Prefabs/Cube", 5);

这种方式要求调用者每次获取对象时都知道并传入正确的上限。Lesson14 将最大数量配置放到预制体自身，让每种对象独立保存自己的配置：

PoolMgr4.Instance.GetObj("Prefabs/Cube");

缓存池创建对象时读取预制体上的 PoolObj.MaxNum，调用者只需要提供资源路径。

二、为什么把上限配置放到对象上

不同类型的对象通常需要不同的数量上限，例如：

对象类型	建议上限	原因
子弹	50	生成频率高、生命周期短
敌人	20	同屏数量有限，但单个对象开销较大
爆炸特效	10	存在时间短，可重复利用

如果由调用者传入上限，同一种对象可能在不同位置得到不同配置。把配置保存在预制体上具有以下优点：

• 配置与对象放在一起，更容易查找和修改。
• 每种预制体可以拥有独立的最大数量。
• 获取对象的接口更简单，不需要重复传入 maxNum。
• 策划或开发者可以直接在 Inspector 中调整数值。

三、PoolObj 配置组件

PoolObj 是挂载在缓存对象预制体上的配置脚本：

using UnityEngine;

public class PoolObj : MonoBehaviour
{
    public int MaxNum = 5;
}

MaxNum 表示这一类对象最多允许同时创建多少个实例。因为它是公共字段，所以可以直接在 Unity Inspector 中修改。

本课中的 Cube.prefab 已挂载 PoolObj，并将 MaxNum 设置为 5。

四、使用步骤

1. 选中需要放入缓存池的预制体。
2. 为预制体添加 PoolObj 组件。
3. 在 Inspector 中设置 Max Num。
4. 为对象添加对应的自动回收脚本，例如 HideMe4。
5. 通过 PoolMgr4.Instance.GetObj(resourcePath) 获取对象。

示例：

if (Input.GetMouseButtonDown(0))
{
    PoolMgr4.Instance.GetObj("Prefabs/Cube");
}

资源必须位于 Resources 文件夹下。传入的是相对路径，不需要扩展名。Unity 中推荐使用正斜杠：

PoolMgr4.Instance.GetObj("Prefabs/Cube");

五、读取对象上限配置

PoolMgr4.CreateObj 在实例化对象后获取它的 PoolObj 组件：

private GameObject CreateObj(string name)
{
    GameObject prefab = Resources.Load<GameObject>(name);
    if (prefab == null)
    {
        Debug.LogError($"Resources 中没有找到对象：{name}");
        return null;
    }

    GameObject obj = Object.Instantiate(prefab);
    PoolObj poolObj = obj.GetComponent<PoolObj>();

    if (poolObj != null)
    {
        maxNum = poolObj.MaxNum;
    }
    else
    {
        Debug.LogError("缓存池物体没有挂载 PoolObj");
        return null;
    }

    obj.name = name;
    return obj;
}

处理流程如下：

加载并实例化预制体
        ↓
获取 PoolObj 组件
        ↓
读取 MaxNum
        ↓
保存资源路径作为对象名称
        ↓
返回创建完成的对象

如果预制体没有挂载 PoolObj，管理器会输出错误并返回 null。因此，所有交给 PoolMgr4 创建的预制体都必须添加该组件。

六、获取对象时的四种情况

PoolMgr4.GetObj 不再接收 maxNum 参数，而是使用从 PoolObj 中读取的配置：

public GameObject GetObj(string name)

获取对象时分为四种情况：

情况	处理方式
对应的对象池还不存在	创建第一个对象和对应的 PoolData3
存在空闲对象	从 objStack 中取出并复用
没有空闲对象，但未达到 MaxNum	创建新对象并加入 usedList
没有空闲对象，并且达到 MaxNum	复用 usedList 中最早使用的对象

核心判断：

if (poolData.Count > 0)
{
    return poolData.Pop();
}

if (poolData.UsedCount < maxNum)
{
    GameObject newObj = CreateObj(name);
    poolData.PushUsedList(newObj);
    return newObj;
}

return poolData.Pop();

这样可以保证对象数量达到上限后不再继续实例化。

七、PoolData3 的职责

PoolData3 管理同一类型对象的空闲状态和使用顺序：

public Stack<GameObject> objStack = new();
private List<GameObject> usedList = new();

public int Count => objStack.Count;
public int UsedCount => usedList.Count;

• objStack：保存已经回收、当前空闲的对象。
• usedList：按开始使用的先后顺序保存正在使用的对象。
• Count：空闲对象数量。
• UsedCount：使用中对象数量。

达到数量上限且没有空闲对象时，会取出 usedList[0]，也就是使用时间最久的对象：

obj = usedList[0];
usedList.RemoveAt(0);
usedList.Add(obj);

将它重新添加到列表尾部，表示该对象开始了新一轮使用。

八、对象回收

HideMe4 在对象启用两秒后将其归还给 PoolMgr4：

public class HideMe4 : MonoBehaviour
{
    private void OnEnable()
    {
        Invoke(nameof(HideSelf), 2f);
    }

    private void HideSelf()
    {
        PoolMgr4.Instance.PushObj(gameObject);
    }
}

回收时，PoolData3.Push 会：

1. 将对象设置为不激活状态。
2. 开启布局功能时，将对象移动到对应的分类节点下。
3. 把对象压入空闲栈 objStack。
4. 从使用列表 usedList 中移除。

九、完整生命周期

首次获取
  ↓
创建对象并读取 PoolObj.MaxNum
  ↓
加入 usedList
  ↓
对象开始使用
  ↓
调用 PushObj 回收
  ↓
从 usedList 移除并压入 objStack
  ↓
再次获取时从 objStack 取出

达到数量上限后的流程：

objStack 为空
  ↓
UsedCount >= MaxNum
  ↓
取出 usedList[0]
  ↓
移动到列表尾部
  ↓
重新使用，不再创建新对象

十、与 Lesson13 的区别

对比项	Lesson13	Lesson14
上限来源	调用 GetObj 时传入	从预制体的 PoolObj 读取
调用方式	GetObj(path, maxNum)	GetObj(path)
配置位置	调用代码	预制体 Inspector
调整方式	修改调用参数	修改 PoolObj.MaxNum
调用者职责	知道对象上限	只需要知道资源路径

十一、注意事项

• MaxNum 应设置为大于 0 的数值，否则对象池无法正常扩充。
• 每个通过 PoolMgr4 创建的预制体都必须挂载 PoolObj。
• 对象回收脚本必须调用 PoolMgr4，不能混用 lesson12 或 lesson13 的管理器。
• 对象名称会被改为资源路径，用作 poolDic 的键，不要在使用期间随意修改。
• 达到上限后会抢占最早使用的对象，因此每次获取后都应重新设置位置、旋转、动画等运行状态。
• 当前 maxNum 是 PoolMgr4 的共享字段，适合本课单一预制体测试。若同时管理多种不同上限的对象，更合理的做法是把上限保存在各自的 PoolData3 中。