原文位址：C# Memory Management for Unity Developers (part 3 of 3)，

其實從原文标題可以看出，這是一系列文章中的第三篇，前兩篇講解了從C#語言本身優化記憶體和Unity3D Profiler的使用，都很精彩，有興趣的童鞋可以參考一下。

C# Memory Management for Unity Developers (part 1 of 3)

C# Memory Management for Unity Developers (part 2 of 3)

從一個簡單的對象池類開始說起

對象池背後的理念其實是非常簡單的。我們将對象存儲在一個池子中，當需要時在再次使用，而不是每次都執行個體化一個新的對象。池的最重要的特性，也就是對象池設計模式的本質是允許我們擷取一個“新的”對象而不管它真的是一個新的對象還是循環使用的對象。該模式可以用以下簡單的幾行代碼實作：

public class ObjectPool<T> where T : class, new()
{
    private Stack<T> m_objectStack = new Stack<T>();

    public T New()
    {
        return (m_objectStack.Count == 0) ? new T() : m_objectStack.Pop();
    }

    public void Store(T t)
    {
        m_objectStack.Push(t);
    }
}

很簡單，也很好地展現了該模式的核心。如果你不太了解”where T”，沒關系，稍後會解釋的。如何使用呢？很簡單，你隻需要找到之前使用new操作符的表達式，例如：

void Update()
{
    MyClass m = new MyClass();
}

然後将其替換為New()和Store()。

ObjectPool<MyClass> poolOfMyClass = new ObjectPool<MyClass>();

void Update()
{
    MyClass m = poolOfMyClass.New();

    // do stuff...

    poolOfMyClass.Store(m);
}

增加點複雜度

我是簡潔主義的忠實信徒，但就目前而言ObjectPool類或許過于簡單了。如果你搜尋下用C#實作的對象池類庫，你會發現其中很多是相當複雜的。我們先暫停一下，仔細想想在一個通用的對象池中到底哪些是我們需要的，哪些是不需要的：

很多類型的對象被重新使用前，在某些情況下，需要被reset。至少，所有的成員變量都要設定成初始值。這可以在池中實作而不需要使用者處理。何時和如何重置需要考慮以下兩個方面：
- 重置是立即的（例如，在存儲對象時即重置）還是延遲的（例如，在對象被重新使用後重置）。
- 重置是被池管理（例如，對于被放入池中的對象來說是透明的）還是聲明池對象的類。
在上面的例子中，poolofMyClass池對象需要顯示申明在類級别作用域。顯然，當我們需要一個其它類型的對象池時就需要重新申明一個。或許我們可以實作一個對使用者透明。
建立管理所有類型池的ObjectPool。
一些對象池類庫管理了太多種類的可怕的資源（如記憶體，資料庫連接配接，遊戲對象，外部資産等）。這無疑增加了對象池的代碼複雜度。
某些類型的資源是很珍貴的（如資料庫連接配接），池需要顯示上限并提供一個針對配置設定對象失敗的安全措施；
當池中對象很多卻很少使用時，或許需要收縮的功能（不管是自動的還是強制的）。
最後，池可以被多個線程共享，是以需要實作為線程安全的。

那麼其中那些是必需的呢？你的答案或許和我的不一樣，但請允許我闡述我的觀點：

重置是必需的。但是正如你将在下面看的那樣，我并沒有強制到底是在池中還是被管理類中處理重置邏輯。你可能兩種都需要，之後的代碼中我将向你展示各自兩個版本。
Unity強制限制多線程。你可以在主線程中定義工作者線程，但隻有主線程可以調用Unity API。以我的經驗看來，我們并不需要将池實作為支援多線程。
僅個人而言，我并不介意每次為一個類型申明一個新的池。可選的方案是采用單例模式：建立一個新的對象池并放置于存儲池的字典中，該字典放置在一個靜态變量中。為了安全使用，你需要将将你的對象池實作為支援多線程。但就我看到的對象池而言沒有一個是100%安全的。
在本篇文章中我重點處理記憶體。其它類型資源池也是很重要的，但超出本篇文章的範圍。這很大程度上減少了以下的需求：
- 不需要一個作限制用的最大值。如果你的遊戲使用太多的資源，你已經陷入麻煩了，對象池也救不了你。
- 我們也可以假設沒有其它程序等待你盡快釋放記憶體。這就意味着重置可以是延遲的，也不需要提供收縮功能。

基本的實作初始化和重置的池(A basic pool with initialization and reset)

修訂後的版本如下：

public class ObjectPool<T> where T : class, new()
{
    private Stack<T> m_objectStack;

    private Action<T> m_resetAction;
    private Action<T> m_onetimeInitAction;

    public ObjectPool(int initialBufferSize, Action<T>
        ResetAction = null, Action<T> OnetimeInitAction = null)
    {
        m_objectStack = new Stack<T>(initialBufferSize);
        m_resetAction = ResetAction;
        m_onetimeInitAction = OnetimeInitAction;
    }

    public T New()
    {
        if (m_objectStack.Count > 0)
        {
            T t = m_objectStack.Pop();

            if (m_resetAction != null)
                m_resetAction(t);

            return t;
        }
        else
        {
            T t = new T();

            if (m_onetimeInitAction != null)
                m_onetimeInitAction(t);

            return t;
        }
    }

    public void Store(T obj)
    {
        m_objectStack.Push(obj);
    }
}

該實作非常簡單直白。參數T被指明為”where T:class,new()”，意味着有兩個限制。首先，T必須為一個類（畢竟，隻有引用類型需要被obejct-pool）；其次，它必須要有一個無參構造函數。

構造函數将池可能的最大值作為第一個參數。另外兩個是可選的閉包，如果傳入值，第一個閉包将用來重置池，第二個初始化一個新的對象。除了構造函數外，ObjectPool<T>隻有兩個方法：New()和Store()。因為池使用了延遲政策，主要的工作在于New()。其中，新的和循環使用的對象要麼被執行個體化，要麼被重置，這兩個操作通過傳入的閉包實作。以下是池的使用方法：

class SomeClass : MonoBehaviour
{
    private ObjectPool<List<Vector3>> m_poolOfListOfVector3 =
        //32為假設的最大數量
        new ObjectPool<List<Vector3>>(32,
        (list) => {
            list.Clear();
        },
        (list) => {
            //初始化容量為1024
            list.Capacity = 1024;
        });

    void Update()
    {
        List<Vector3> listVector3 = m_poolOfListOfVector3.New();

        // do stuff

        m_poolOfListOfVector3.Store(listVector3);
    }
}

被管理類型自重置的池(A pool that lets the managed type reset itself)

上述的對象池實作了基本功能，但還是有瑕疵。它将初始化和重置對象在對象定義中分開了，在一定程度了違反了封裝原則。導緻了緊耦合，這是需要盡可能避免的。在上述SomeClass中，我們是沒有真正的替代方案的，因為我們不能修改List<T>的定義。然而，當你用自定義類時，你可以實作IResetable接口作為代替。對應的ObjectPoolWithReset<T>也可以不需要指明兩個閉包了（請注意，為了靈活性我還是留下了）。

public interface IResetable
{
    void Reset();
}

public class ObjectPoolWithReset<T> where T : class, IResetable, new()
{
    private Stack<T> m_objectStack;

    private Action<T> m_resetAction;
    private Action<T> m_onetimeInitAction;

    public ObjectPoolWithReset(int initialBufferSize, Action<T>
        ResetAction = null, Action<T> OnetimeInitAction = null)
    {
        m_objectStack = new Stack<T>(initialBufferSize);
        m_resetAction = ResetAction;
        m_onetimeInitAction = OnetimeInitAction;
    }

    public T New()
    {
        if (m_objectStack.Count > 0)
        {
            T t = m_objectStack.Pop();
            //自行重置
            t.Reset();

            if (m_resetAction != null)
                m_resetAction(t);

            return t;
        }
        else
        {
            T t = new T();

            if (m_onetimeInitAction != null)
                m_onetimeInitAction(t);

            return t;
        }
    }

    public void Store(T obj)
    {
        m_objectStack.Push(obj);
    }
}

集體重置池(A pool with collective reset)

有一些類型不需要在一系列幀中存留，僅在幀結束前就失效了。在這種情況下，我們可以在一個合适的時機将所有已經池化的對象(pooled objects)再次存儲于池中。現在，我們重寫該池使之更加簡單高效。

public class ObjectPoolWithCollectiveReset<T> where T : class, new()
{
    private List<T> m_objectList;
    private int m_nextAvailableIndex = 0;

    private Action<T> m_resetAction;
    private Action<T> m_onetimeInitAction;

    public ObjectPoolWithCollectiveReset(int initialBufferSize, Action<T>
        ResetAction = null, Action<T> OnetimeInitAction = null)
    {
        m_objectList = new List<T>(initialBufferSize);
        m_resetAction = ResetAction;
        m_onetimeInitAction = OnetimeInitAction;
    }

    public T New()
    {
        if (m_nextAvailableIndex < m_objectList.Count)
        {
            // an allocated object is already available; just reset it
            T t = m_objectList[m_nextAvailableIndex];
            m_nextAvailableIndex++;

            if (m_resetAction != null)
                m_resetAction(t);

            return t;
        }
        else
        {
            // no allocated object is available
            T t = new T();
            m_objectList.Add(t);
            m_nextAvailableIndex++;

            if (m_onetimeInitAction != null)
                m_onetimeInitAction(t);

            return t;
        }
    }

    public void ResetAll()
    {
       //重置索引
        m_nextAvailableIndex = 0;
    }
}

相比于原始的ObjectPool<T>，改動還是蠻大的。先不管類的簽名，可以看到，Store()已經被ResetAll()代替了,且僅在所有已經配置設定的對象需要被放入池中時調用一次。在類内部，Stack<T>被List<T>代替，其中儲存了所有已配置設定的對象（包括正在使用的對象）的引用。我們也可以跟蹤最近建立或釋放的對象在list中索引，由此，New()便可以知道是建立一個新的對象還是重置一個已有的對象。

拓展閱讀（非譯文部分）

原文位址：http://www.gamasutra.com/blogs/WendelinReich/20131127/203843/C_Memory_Management_for_Unity_Developers_part_3_of_3.php

上文講解了ObjectPool的基本原理及其實作。下面推薦一個更加成熟的插件——PoolManager，該插件功能十分強大，是以才敢賣那麼貴，30美刀...國内有位牛人已經寫了一份不錯的教程，有興趣的童鞋可以參考下：Unity3D研究院之初探PoolManager插件。

物有所不足，智有所不明。

[譯]Unity3D記憶體管理——對象池(Object Pool)

從一個簡單的對象池類開始說起

增加點複雜度

基本的實作初始化和重置的池(A basic pool with initialization and reset)

被管理類型自重置的池(A pool that lets the managed type reset itself)

集體重置池(A pool with collective reset)

拓展閱讀（非譯文部分）

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