Unity3d框架搭建 使用 类对象池技术 优化 C#语言 GC

一、类对象池概念

1.类对象池介绍

        类对象池，类似对象池，顾名思义就是一定数量的已经创建好的类对象(Object)的集合。当需要创建对象时，先在池子中获取，如果池子中没有符合条件的对象，再进行创建新对象，同样，当对象需要销毁时，不做真正的销毁，而是将其对象SetActive(false)，并存入池子中。这样就避免了大量对象的创建销毁，减少了GC，优化了性能。

2. 对象池解决什么问题？

        可以最大限度的减少频繁创建销毁对象，减少GC次数，优化CPU，实现对象的缓存和复用，创建对象的成本比较大，并且创建比较频繁。对象池模式是一种创建型设计模式，它持有一个初始化好的对象的集合，将对象提供给调用者。

3.对象池的优缺点对比

a.对象池的优点：

运用对象池化技术可以显著地提升性能，尤其是当对象的初始化过程代价较大或者频率较高时。
一定程度上减少了GC的压力。对于实时性要求较高的程序有很大的帮助，比如说 Http 链接的对象池，Redis 对象池，资源加载实体类 等等都使用了对象池

b. 对象池弊端

脏对象的问题：所谓的脏对象就是指的是当对象被放回对象池后，还有对象在引用这个对象的内存地址。

脏对象可能带来两个问题：
1）脏对象持有上次使用的引用，导致引用出错。
2）脏对象如果下一次使用时没有做还原，可能导致数据出现问题，最终导致程序逻辑错误。
生命周期的问题：处于对象池中的对象生命周期一般是定期释放，如果无引用并且超时，该对象会被释放。维持大量的对象也是比较占用内存空间的，所以常驻对象数要选择合理的区间较好。

二、代码实现

ClassObjectPool.cs 实现代码

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
 
namespace Myh
{
    //类池（引用类型的类回收循环利用）
    public class ClassObjectPool:IDisposable
    {
        //类对象 在池中的 常驻数量
        public Dictionary<int, byte> ClassObjectCount
        {
            private set;
            get;
        }
 
        //类对象池缓存字典,key是hash_code,value是该类型的缓存队列
        public Dictionary<int, Queue<object>> m_dicClassObjectPool;
        
 
#if UNITY_EDITOR
        //在unity面板中显示的信息(类型:数量?)
        public Dictionaryint> DicInspector = new Dictionaryint>();
#endif
 
        public ClassObjectPool()
        {
            ClassObjectCount = new Dictionary<int, byte>();
            m_dicClassObjectPool = new Dictionary<int, Queue<object>>();
        }
 
        #region  设置类常驻数量
        //设置类常驻数量
        public void SetResideCount<T>(byte count) where T : class
        {
            //得到该类型的hashCode
            int key = typeof(T).GetHashCode();
            ClassObjectCount[key] = count;
        }
        #endregion
        
        //取出一个队列中的对象
        //模板类型约束，约束是类 或者是 结构体（class 和 struct都可以new,但是不能同时约束class和struct，第二个约束只能约束可以new）
        public T Dequeue<T>() where T : class,new()
        {
            //只能把引用类型的变量当成锁
            lock (m_dicClassObjectPool)
            {
                //先找到这个类的哈希（先算出这个类的哈希码）
                int key = typeof(T).GetHashCode();
 
                Queue<object> queue = null;
 
                //尝试取出这个类的缓存队列
                m_dicClassObjectPool.TryGetValue(key, out queue);
 
                //如果队列是空，说明没缓存过，new一个队列
                if (null == queue)
                {
                    queue = new Queue<object>();
                    m_dicClassObjectPool[key] = queue;
                }
 
                //如果队列里有缓存，取出
                if (queue.Count > 0)
                {
                    object obj = queue.Dequeue();
#if UNITY_EDITOR
                    Type t = obj.GetType();
                    if (DicInspector.ContainsKey(t))
                    {
                        DicInspector[t]--;
                    }
                    else
                    {
                        DicInspector[t] = 0;
                    }
#endif
                    //把刚刚从队列中取出的返回
                    return (T)obj;
                }
                else
                {
                    //如果队列无缓存，实例化一个
                    return new T();
                }
            }
        }
 
        //Enqueue 入队，把使用结束的类对象存入缓存中
        //对象回收
        public void Enqueue(object obj)
        {
            //使用 对象池map m_dicClassObjectPool 作为锁
            lock (m_dicClassObjectPool)
            {
                int key = obj.GetType().GetHashCode();
 
                Queue<object> queue = null;
 
                //取出该类型的队列
                m_dicClassObjectPool.TryGetValue(key,out queue);
 
#if UNITY_EDITOR
                Type t = obj.GetType();
                if (DicInspector.ContainsKey(t))
                {
                    DicInspector[t]++;
                }
                else
                {
                    DicInspector[t] = 1;
                }
#endif
 
                //如果不是从类对象池取出来的，视为无效，不可存入缓存中
                if (null != queue)
                {
                    queue.Enqueue(obj);
                }
            }
        }
 
 
        //释放对象池
        public void Release()
        {
            lock (m_dicClassObjectPool)
            {
                //队列的数量
                int queueCount = 0;
 
                //定义迭代器
                IEnumeratorint, Queue<object>>> iter = m_dicClassObjectPool.GetEnumerator();
 
                for (; iter.MoveNext();)
                {
                    //hash_code
                    int key = iter.Current.Key;
 
                    //拿到type对应的队列
                    Queue<object> queue = m_dicClassObjectPool[key];
 
#if UNITY_EDITOR
                    Type t = null;
#endif
                    queueCount = queue.Count;
 
                    //用户释放的时候 判断
                    byte resideCount = 0;
                    ClassObjectCount.TryGetValue(key,out resideCount);
 
                    //队列内的数量>持久化的数量才释放队列内的缓存
                    //队列内要保留 =resideCount 个的数量
                    while (queueCount > resideCount)
                    {
                        //队列中有可释放的对象
                        --queueCount;
 
                        //从队列中取出一个，这个对象没有任何引用，就变成了野指针 等待GC回收
                        object obj = queue.Dequeue();
#if UNITY_EDITOR
                        t = obj.GetType();
                        DicInspector[t]--;
#endif
                    }
 
                    //队列为空，从字典移除
                    if (queueCount == 0)
                    {
#if UNITY_EDITOR
                        if (null != t)
                        {
                            DicInspector.Remove(t);
                        }
#endif
                    }
                }
 
                //GC 整个项目中，有一处GC即可
                GC.Collect();
            }
        }
 
        public void Dispose()
        {
            m_dicClassObjectPool.Clear();
        }
    }
}

引用

参考文章：

1.对象池的介绍与使用_Dream_bin的博客-CSDN博客_对象池