Unity游戏框架设计之缓存池管理器

简单介绍

在游戏运行的过程中，我们可能遇到这样的需求，即创建大量相同类型的敌人。在传统方法中，我们将对每一个敌人都重新创建，但这样是效率低且占据内存的。

为此我们可以这样做，所有敌人在创建时，都从敌人缓存池中取出敌人对象，当敌人死亡时，则将敌人放回到缓存池中。这样我们可以实现对敌人对象的复用，而不是频繁的创建和销毁敌人对象。

因此，我们可以基于享元模式，开发缓存池管理器来实现上述需求。缓存池管理器为所有相同类型的对象都创建一个缓存池，如果需要在游戏中创建对象，则从缓存池中取出对象，如果需要销毁一个对象，则将对象放回到缓存池中。利用缓存池管理器，我们避免频繁进行对象的创建和销毁，从而提高执行效率并降低内存占用。

代码设计

public class CachePoolManager : SingletonMono<CachePoolManager>
{
    private readonly Dictionary<string, ObjectPool<GameObject>> _cachePoolSet = new();
    private static int _defaultMaxCapacity;

    public static void Initialize(int defaultMaxCapacity)
    {
        _defaultMaxCapacity = defaultMaxCapacity;
    }

    public void AddCachePool(string cachePoolName, GameObject asset, Transform father, int maxCapacity = default)
    {
        if (maxCapacity == default)
        {
            maxCapacity = _defaultMaxCapacity;
        }
        if (_cachePoolSet.ContainsKey(cachePoolName))
        {
            return;
        }
        _cachePoolSet.Add(cachePoolName, new(() => Instantiate(asset, father),
            OnGetInstance, OnReleaseInstance, OnDestroyInstance, false, maxCapacity, maxCapacity)
        );
    }

    public void RemoveCachePool(string cachePoolName)
    {
        if (!_cachePoolSet.ContainsKey(cachePoolName))
        {
            return;
        }
        _cachePoolSet[cachePoolName].Clear();
        _cachePoolSet.Remove(cachePoolName);
    }

    public bool ContainsCachePool(string cachePoolName)
    {
        return _cachePoolSet.ContainsKey(cachePoolName);
    }

    public GameObject GetInstance(string cachePoolName)
    {
        if (!_cachePoolSet.ContainsKey(cachePoolName))
        {
            return default;
        }
        return _cachePoolSet[cachePoolName].Get();
    }

    public void PutInstance(string cachePoolName, GameObject instance)
    {
        if (!_cachePoolSet.ContainsKey(cachePoolName))
        {
            return;
        }
        _cachePoolSet[cachePoolName].Release(instance);
    }

    private void OnGetInstance(GameObject instance)
    {
        if (instance == null)
        {
            return;
        }
        instance.SetActive(true);
    }

    private void OnReleaseInstance(GameObject instance)
    {
        if (instance == null)
        {
            return;
        }
        instance.SetActive(false);
    }

    private void OnDestroyInstance(GameObject instance)
    {
        Destroy(instance);
    }
}

代码说明

（一）基于 Unity 官方 API ObjectPool 实现。

（二）实现缓存池的创建、删除、查询操作，以及从缓存池中获取实例和放回实例的操作。

（三）每次从缓存池中获取对象时，都必须重置当前对象。比如，从缓存池中获取游戏对象后，如果需要为游戏对象添加脚本，则必须先判断脚本是否存在，如果存在则先删除此脚本，然后才重新添加脚本。

（四）每次场景被销毁后，都必须删除在当前场景创建的所有缓存池。防止下次重新进入此场景，从缓存池中取出游戏对象时发生空指针异常问题。发生的原因是，从缓存池中获取的游戏对象属于上一次被销毁的场景中的游戏对象。

后记

由于个人能力有限，文中不免存在疏漏之处，恳求大家斧正，一起交流，共同进步。