Unity开发之对象池：优化性能的利器

一、引言

       在游戏开发中，性能优化一直是开发者关注的焦点之一。为了提高游戏运行的流畅性和降低内存使用，我们经常需要采取一些有效的优化手段。对象池(Object Pool)是一种常见且有效的优化技术之一，特别是在处理大量频繁创建和销毁的游戏对象时。本文将介绍Unity中如何使用对象池进行性能优化，提高游戏的运行效率。

二、什么是对象池？

        对象池是一种管理和重复使用游戏对象的机制。在游戏中，经常需要实例化和销毁大量的对象，但这样的操作会导致内存分配和垃圾回收，从而影响游戏的性能。对象池通过提前创建一定数量的对象并将其保存起来，而不是每次需要时都创建新的对象，从而避免了频繁的内存分配和销毁操作。

       其核心思想是，使用完不直接删除，而是将其放回池子里，需要用的时候再取出来。 对象池模式的出现主要优化两点：

1、防止对象被频繁的创建和删除，从而内存抖动、频繁GC（垃圾回收）

2、对象初始化成本较高

三、对象池的应用

对象池的应用简单来说分为五点：

借用：在游戏中，经常会遇到需要动态生成大量的临时对象的情况，比如子弹、爆炸效果等。使用对象池的“借用”策略，可以避免频繁的实例化和销毁操作。当需要新对象时，从对象池中借用一个对象，而不是通过new操作符创建新实例。这减少了内存分配的开销，提高了性能。

归还：使用完对象后，通过“归还”策略将对象放回对象池。这样可以重复使用对象，而不是销毁它们，减少了垃圾回收的频率，降低了内存开销。

预热：在游戏启动或者关键时刻，通过“预热”策略可以提前创建一定数量的对象，减少游戏运行时的对象池扩容和性能波动。这样可以在游戏开始时就确保对象池中有足够的对象，避免在游戏运行时动态创建对象，从而提高游戏的启动速度和稳定性。

缩小：当对象池中的对象过多时，可以通过“缩小”策略来释放一部分对象，以降低内存占用。这通常在游戏运行时的某个合适时机触发，例如切换场景或者进入后台时。

重置：有些对象在被归还到对象池后，可能会带有之前的状态，比如位置、速度等。通过“重置”策略，可以在对象被借用前将其状态重置为初始状态，确保对象在被重新使用时是干净的。

四、Unity中的对象池实现

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using Mr.Le.Utility.Singleton;
using UnityEngine;

namespace Mr.Le.Utility.Manager
{
    #region 对象池管理器

    public class ObjectPoolManager : MonoSingleton<ObjectPoolManager>
    {
        #region 字段

        //所有对象池的父物体
        private GameObject poolsParent;

        //所有对象池的父物体的名字
        private const string poolsParentName = "ObjectPools";

        //对象池列表
        public List<ObjectPool> ObjectPoolsList = new List<ObjectPool>();

        //对象池对象集合
        public Dictionary<GameObject, ObjectPool> ObjectPoolsDic = new Dictionary<GameObject, ObjectPool>();

        #endregion

        #region 外部方法

        /// <summary>
        /// 预加载指定数量的对象
        /// </summary>
        /// <param name="prefab"></param>
        /// <param name="count"></param>
        public void Preload(GameObject prefab, int count)
        {
            ObjectPool pool = FindObjectPool(prefab);
            
            pool.Preload(count);
        }

        /// <summary>
        /// 从对象池中取出对象
        /// </summary>
        /// <param name="prefab"></param>
        /// <param name="position"></param>
        /// <param name="rotation"></param>
        /// <param name="parent"></param>
        /// <returns></returns>
        public GameObject Spawn(GameObject prefab