在FPS游戲中，射擊會(huì)生成子彈，在命中敵人后子彈會(huì)被銷毀，那么會(huì)導(dǎo)致子彈對(duì)象頻繁地創(chuàng)建和銷毀，會(huì)造成運(yùn)行效率降低且會(huì)產(chǎn)生內(nèi)存碎片問(wèn)題，而對(duì)象池模式可以很好地解決這個(gè)問(wèn)題。

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問(wèn)題提出

正如引言所說(shuō)，FPS游戲中射擊會(huì)頻繁地創(chuàng)建和銷毀子彈，導(dǎo)致效率降低且產(chǎn)生大量的內(nèi)存碎片。

同時(shí)，按照設(shè)計(jì)模式的原則，我們需要遵守開(kāi)放封閉原則，我們希望對(duì)象池除了應(yīng)用在子彈創(chuàng)建和銷毀中，還可以應(yīng)用在其他場(chǎng)景下，即復(fù)用我們的對(duì)象池抽象類與對(duì)象池中對(duì)象的抽象類，且對(duì)于新增場(chǎng)景，只需要增加相應(yīng)的對(duì)象池實(shí)現(xiàn)類與對(duì)象池中對(duì)象的實(shí)現(xiàn)類，而不需要修改抽象類中的代碼。

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概述

根據(jù)上文我們提到的需要，對(duì)象池模式的UML類圖設(shè)計(jì)如下。

• Abstract Object Pool 抽象的對(duì)象池類，其保存了對(duì)象池的大小，以及所有的抽象的目標(biāo)對(duì)象。用戶可以通過(guò) GetObject 從對(duì)象池中獲取一個(gè)可用的對(duì)象。
• Concrete Object Pool 具體的對(duì)象池類，根據(jù)要保存的對(duì)象類型，創(chuàng)建特定的對(duì)象數(shù)組，并進(jìn)行相應(yīng)的初始化。
• Abstract Pool Actor 抽象的目標(biāo)類，inUse 標(biāo)記其是否被使用，我們從對(duì)象池中取出一個(gè)目標(biāo)使用，需要通過(guò) SetInUse(true) 來(lái)進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置，比如對(duì)于子彈我們要讓其可見(jiàn)、開(kāi)啟碰撞、設(shè)置初速度等，當(dāng)目標(biāo)被還給對(duì)象池(可能是主動(dòng)還，可能是超時(shí)還)，需要通過(guò) SetInUse(false) 來(lái)還原為初始設(shè)置，比如讓子彈不可見(jiàn)、關(guān)閉碰撞、設(shè)置0速度等。
• Concrete Pool Actor 具體的目標(biāo)類，需要重寫 SetInUse、構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)，因?yàn)椴煌哪繕?biāo)類，他需要初始化的東西不同，析構(gòu)釋放的資源也可能不同。

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問(wèn)題解決

下面我們應(yīng)用對(duì)象池解決上面子彈的問(wèn)題

（1） 創(chuàng)建一個(gè) BP_PooledActor 的目標(biāo)抽象類其有屬性 inUse，TimeToLive、TimeToLiveTimer 后兩個(gè)屬性用于超時(shí)返還到對(duì)象池中。

自定義事件 CS_SetInUse 如果傳入真，關(guān)閉碰撞、關(guān)閉Tick、隱藏于游戲，設(shè)置一個(gè)定時(shí)器來(lái)超時(shí)返還。

（2）創(chuàng)建一個(gè) AC_ObjectPool 組件，其有屬性 PoolSize、TimeToLive、ObjectPool、PooledActorClass ，ObjectPool 是一個(gè)數(shù)組保存目標(biāo)，PooledActorClass 保存目標(biāo)類的類型。

自定義事件 CS_InitializePool 用來(lái)初始化對(duì)象池，根據(jù) PoolSize 創(chuàng)建目標(biāo)對(duì)象加入對(duì)象池

定義函數(shù) F_FindFirstAvailable 用于找到可用的目標(biāo)對(duì)象

定義函數(shù) F_SpawnFromPool 用于用戶從對(duì)象池中獲取目標(biāo)對(duì)象

（3）創(chuàng)建 FirstPersonProjectile 子彈類，其父類為 BP_PooledActor
重寫 CS_SetInUse，加入設(shè)置投射組件速度和激活/關(guān)閉粒子系統(tǒng)

在 Hit 事件中，CS_SetInUse(false) 返還給對(duì)象池。

（4）在角色類中，加入 AC_ObjectPool 組件，那么就可以在開(kāi)火的時(shí)候使用子彈對(duì)象池中的子彈了

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總結(jié)

優(yōu)點(diǎn)：

• 減少頻繁創(chuàng)建和銷毀對(duì)象的開(kāi)銷，提高系統(tǒng)性能。
• 控制資源的最大使用量。

缺點(diǎn)：

• 需要正確管理對(duì)象的狀態(tài)重置，避免狀態(tài)泄露。
• 增加了復(fù)雜性，需要謹(jǐn)慎管理對(duì)象生命周期。
• 需要我們?cè)u(píng)估一個(gè)合理的資源的最大使用量，過(guò)大會(huì)導(dǎo)致額外的內(nèi)存開(kāi)銷，過(guò)小可能會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤(需要更復(fù)雜的處理手段)

適用場(chǎng)景：
對(duì)象池適用于我們需要頻繁創(chuàng)建和銷毀一個(gè)對(duì)象，且創(chuàng)建銷毀開(kāi)銷較大的場(chǎng)景，以幫助我們減少創(chuàng)建銷毀的次數(shù)，提升性能，同時(shí)減少內(nèi)存碎片。

上面提到的對(duì)象池用法比較初級(jí)，更深入地對(duì)象池使用還有根據(jù)對(duì)象池使用情況，動(dòng)態(tài)地增減對(duì)象池中的對(duì)象。