游戲隨筆之游戲資源池的設計

　　很久沒有更新了，今天給大家寫一篇游戲資源池的相關文章，就當作2017年的最后一篇文章吧。 轉載請標明出處：http://www.cnblogs.com/zblade/

一、游戲項目中的資源池

　　在一款游戲中，隨着游戲的進行，我們會不斷的創建和銷毀一些角色，比如我們玩一款射擊游戲，我們需要不斷的發射子彈，一般的情況下，我們會不斷的創建子彈，然后發射出去，在擊中物體后銷毀。分析整個設計的過程，我們會不斷的創建子彈，然后發射出去，最后銷毀它。這兒，其實就可以引入資源池的概念來解決子彈的反復創建和銷毀。

　　如果只是反復的創建和銷毀子彈，那么每次的性能點主要在子彈的創建上，在場景中有較多角色頻繁操作射擊的時候，不斷執行創建，會帶來性能的較大消耗，從而讓游戲卡幀。如果我們把這些子彈預先創建出來，塞入到一個彈夾，然后每次在射擊發射子彈的時候，從預先創建的彈夾中取出來發射，每次在銷毀的時候，又將其還原到彈夾中，這樣循環反復的利用，可以避免每次射擊子彈的時候的創建操作帶來的性能消耗。將彈夾拓展一步，就是資源池的概念了。

 

二、不同設計下的資源池

　　1、簡單lua版本的資源池

　　基於前文子彈的闡述，我就寫一個簡單版本的資源池的lua版本，首先，是資源池的定義：

function BulletPool:initialize() --緩存子彈的table
    self.mBulletPool = {} end

　　是不是覺得很簡單，是的，lua版本的資源池可以只需要用一個table就簡單的表示，接下來，我們只需要維護好這個table即可。首先是取子彈的接口：

function BulletPool:GetBullet() --如果沒有定義，則執行一次兜底定義
    if not self.mBulletPool then self.mBulletPool = {} end
    -- 如果池子里面沒有可以取的了，則返回nil
    if next(self.mBulletPool) == nil then
           return nil
    end

    local bulletObj = self.mBulletPool[#self.mBulletPool] table.remove(self.mBulletPool, #self.mBulletPool) return bulletObj end

　　有了設計的接口，接下來，我們可以繼續設計歸還的接口，所謂有借有還再借不難，不能只從池子里面取，不歸還，那池子早晚會干涸的 :D

function BulletPool:InsertBullet(bullet) if not bullet then return end
    if not self.mBulletPool then self.mBulletPool = {} end
    --子彈歸還前的釋放操作，可以不在意這一步操作
 bullet:Release() table.insert(self.mBulletPool, bullet) end

　　好了，有了整體的獲取和歸還的操作，池子的基本接口就有了，有的同學會說，如果我們想重置一遍池子怎么辦？那就再寫一個清除池子的操作吧 :b

function BulletPool:Release() for k, v in pairs(self.mBulletPool) do v:Release() end
    
    for k, v in pairs(self.mBulletPool) do self.mBulletPool[k] = nil
   end
end

　　這下接口都有了，讓我們來應用這些接口吧 ：D

      首先給角色掛載一個子彈的資源池的獲取接口吧：

--獲取接口
function Character:GetBullet() return BulletPool:GetBullet() end
--塞入接口
function Character:RemoveBullet(bullet) BulletPool:InsertBullet(bullet) end

　　因為每個角色都會射出一堆的子彈，所以我們是直接掛在角色身上，就不在整個場景管理器中去管理子彈了，可以通過場景管理器的更新來執行角色的更新，從而執行所有子彈的更新，這樣每個角色的子彈更新和角色更新一致。這種設計模式下，不會出現先更新角色，然后再更新子彈的帶來的一些問題。

　　有了這兩個接口，下面就是讓角色調用這2個接口：

... --獲取子彈
local bullet = mChar:GetBullet() --沒有則新建，有則重新初始化相關參數
if bullet == nil then bullet = Bullet:new(...) else bullet:initialize(...) end
--塞入到角色身上的一個table中維護
mChar:AddBullet() ... --移除子彈，比較簡單
if bullet:Update() then mChar:RemoveBullet(bullet) end

　　到這兒，我們完成了一個簡單的lua版本的資源池的設計和實現，通過這幾個接口，對資源池有一個簡單的入門理解了。接下來，我們進一步編寫一個c#版本的資源池吧。

　　2、C#版本的資源池

 　   在有了lua版本的資源池入門之后，接下來我們可以進一步的設計一個c#版本的資源池了。在unity的c#中，會有各種各樣的資源需要資源池來進行管理，所以我們不能單獨的做某個類的資源池了，我們需要引入泛型來指代各種類型的資源池。

　　先寫一個簡單的資源池，就實現一個獲取和歸還接口吧：　

using System.Collections; using System.Collections.Generic; public class ObjectPool<T> where T:class { //用一個列表來代替lua中的table，用作資源池
    LinkedList<T> objs = new LinkedList<T>(); public T GetObject() { if(objs.Count > 0) { T obj = objs.Last.Value; objs.RemoveLast(); return obj; } return null; } public void ReturnObj(T obj) { if(obj != null) { obj.AddLast(obj); } } }    

　　有了簡化版本的資源池，我們可以進一步的拓展這個池子的設計。首先，我們可以將鏈表改為堆棧，用一個棧來代替鏈表，相對會比較容易控制，只需要管理入棧和出棧即可。其次，在池子已經被榨干，取完的時候，前面是直接返回一個null，我們可以繼續拓展，在沒有的時候，就進行一次創建操作，這個可以通過委托來實現，在池子的初始化的時候就注冊相關的委托。同理，進一步的拓展出取完后的操作和歸還釋放時的操作委托，這樣就把我們前面lua中歸還池子時候釋放子彈的操作封裝為一個事件。說完思路，下面讓我們開始吧：

using System; using System.Collections.Generic; public class ObjectPool<T> where T:class { //堆棧
   private readonly Stack<T> m_stack; //事件
   private readonly Func<T> m_ActionOnCreate; private readonly Action<T> m_ActionOnGet; private readonly Action<T> m_ActionOnRelease; //構造函數
  public ObjectPool(Func<T> actionOnCreate, Action<T> actionOnGet, Action<T> actionOnRelease) { m_stack = new Stack<T>(); m_ActionOnCreate = actionOnCreate; m_ActionOnGet = actionOnGet; m_ActionOnRelease = actionOnRelease; } //獲取接口
    public T Get() { T obj; if(m_stack.Count == 0) { //執行構建操作
              obj = m_ActionOnCreate(); } else { obj = m_stack.Pop(); } //執行回調
           if(m_AcitonOnGet != null) { m_ActionOnGet(obj); } return obj; } //釋放接口
    public void Release(T obj) { if(m_ActionOnRelease != null) { m_ActionOnRelease(obj); } m_stack.Push(obj); } //clear接口
    public void Clear() { m_stack.Clear(); } }  

 　　寫到這兒，一個基本的資源池的構建算是完成了，大家可以在這個版本的基礎上進一步的衍生出資源池的使用，比如給資源池的對象添加一個計時的功能，當資源計時超過一定的時間后，就將其從資源池中去除，避免資源池不斷擴大。諸如此類種種，都是后續可以操作的，好了，這篇文章就寫到這兒，也祝提前祝大家2018年新年快樂！