언리얼 엔진을 이용해서 오브젝트 풀링 구현 오브젝트 풀링에 대한 이해

1. DevRookie
Object
Pooling
2020.06.20
By TonyChoiMS

2. 서론
오브젝트 풀링
실습
마무리
Index
01
02
03
04

3. 서론
오브젝트의 생성과 삭제

4. 게임을 개발함에 있어서 인스턴스의 생성과 삭제는 굉장히 빈번하게 일
어나게 됩니다.
오브젝트 생성과 삭제01
4

5. 인스턴스의 생성과 삭제는 매우 무거운 작업입니다.
동적으로 생성된 인스턴스는 힙 메모리에 할당되고, 해당 메모리를 다시
해제해줘야하는 작업을 해야하기 때문이죠.
오브젝트 생성과 삭제01
5

6. - 오브젝트의 잦은 생성과 삭제는 메모리 단편화 문제가 생기게 됩니다.
* 외부 메모리 단편화
오브젝트 생성과 삭제01
6

7. - 오브젝트 풀링은 이러한 문제들을 해결하기 위해 사용되고 있습니다.
오브젝트 생성과 삭제01
7

8. Object Pooling이란?
이론

9. - 디자인 패턴의 일종(객체 풀[Object Pool])
- 짧게 사용하고 사라진 뒤에 다시 사용하는 오브젝트의 경우 매번 다시
생성/해제를 반복하게 되면 메모리 부하가 심해집니다.
- 객체를 매번 할당, 해제하지 않고 고정 크기 풀에 들어 있는 객체를 재
사용함으로써 메모리 사용 성능을 개선합니다.
- 메모리 단편화를 방지합니다.
Object Pooling02
9

10. - 화면에 보이지 않게만 하고(Deactive) 메모리를 해제하지 않은 채로 필
요할 때마다 다시 사용하는 기법
- 메모리 할당을 더 간단하게 할 수 있고, 동적 메모리 할당 오버헤드와
가비지 컬렉션(GC)을 줄일 수 있습니다.
- 게임이란 도중에 렉이 걸리는 것보단, 로딩이 오래 걸리는 것이 유저 경
험에 있어서 더욱 이롭습니다.
Object Pooling01
10

11. 1. 오브젝트 생성 시 요구되는 높은 비용을 피하기 위해.
2. 빠른 객체의 초기화 속도
3. 적은 오브젝트의 수로도 많은 오브젝트를 표현할 수 있는점.
4. GC로 인한 프레임 드랍 회피.
Object Pooling 사용하는 이유02
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12. 1. 객체를 빈번하게 생성/삭제하는 경우
2. 객체를 힙에 생성하기가 느리거나, 메모리 단편화가 우려되는 경우
3. 오브젝트 생성과 삭제함에 있어 병목현상이 발견되는 경우
ex) 게임을 표현함에 있어 많은 오브젝트가 필요한 경우
4. 데이터베이스/네트워크 연결처럼 접근 비용이 비싸면서 재사용 가능
한 자원을 객체가 캡슐화 할 때
Object Pooling 사용하면 좋은 예02
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13. - 메모리 낭비 가능성
- 사용 가능 객체 개수가 정해져 있을 경우
- 객체를 위한 메모리 크기가 고정되어 있습니다.
1. 메모리 풀에 들어갈 수 있는 객체가 다양할 경우, 가장 큰
자료형에 맞춰야 합니다.
2. 그러므로 객체 크기 별로 풀을 나누는게 좋습니다.
- GC와의 충돌에 주의해야 합니다.
Object Pooling 주의할 점02
13

14. - 사용한 오브젝트를 풀에 반환 할 때 꼭 해당 객체를 초기화 해줘야
합니다.
- 사용 용도에 따라 오브젝트 풀을 어떻게 사용할 것인지에 대한
전략을 잘 세워야 합니다.
Object Pooling 주의할 점02
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15. - 다른 목적으로 사용할 가용 힙 메모리의 양이 줄어든다. 따라서 현재 막
생성한 풀 외에도 메모리를 계속 할당한다면, 가비지 컬렉션이 더욱 자주
실행될 수 있습니다.
- 가비지 컬렉션에 걸리는 시간은 살아있는 오브젝트의 수에 비례하여
증가하기 때문에 매번 더 느려질 수 있습니다.
- 너무 큰 풀을 할당하거나 풀에 있는 오브젝트가 한동안 필요가 없는 상
황에서 풀을 활성화하여 유지한다면, 성능에 지장이 생기게 됩니다.
Object Pooling 단점02
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16. - 즉, 오브젝트 풀 오버헤드(오브젝트 풀을 사용하지 않았을 때 생기는 메
모리 부하)인 경우에만 사용해야 이득을 볼 수 있다.
- 지속적인 프로파일링을 통해 이득인지 실인지 잘 따져봐야 할 것입니
다.
Object Pooling 단점02
16

17. 실습
언리얼 엔진을 통한 오브젝트 풀링 실습

18. 오브젝트 풀링 실습03
18

19. 오브젝트 풀링 실습03
19
ObjectWithinPool
Actor
오브젝트 풀에 담을
클래스
활성/비활성화 기능
담당
SpawnObjects
Actor
실제 생성되 레벨에
배치될 오브젝트
이번 실습에서는 플
레이할 캐릭터와 같
은 오브젝트를 배치
할 예정입니다.
ObjectPool
ActorComponent
오브젝트 풀을 담당
할 컴포넌트
액터를 미리 생성해
놓고, 액터를 반환
해줄 기능을 담당
ObjectWithinPool에
서 사용

20. - 풀에 담을 오브젝트를 컨트롤할 액터
클래스를 생성합니다.
- 활성/비활성이 가능하도록 멤버 변수
및 함수 생성 합니다.
- 일정 시간이 지나면 오브젝트를 자동으
로 비활성화 해주도록 액터의
SetLifeSpan을 오버라이드합니다.
실습03
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21. 실습03
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22. - ObjectWithinPool 액터에 오브젝트 풀링 기능을 담당할 ActorComponent클래스
를 생성합니다.
- 정의할 기능으로는
1. 풀에서 오브젝트를 꺼내오는 기능
2. 오브젝트 풀에 담을 클래스 정의
3. 풀 사이즈만큼 오브젝트를 저장해놓을 Tarray를 정의.
실습03
22

23. 실습03
23

24. 실습03
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25. - 실제 생성될 오브젝트를 정의합니다.
- BoxComponent를 RootComponent로 사용하기
위해 정의했습니다.
- 오브젝트 풀에서 오브젝트를 가져오기 위해
ObjectPool 객체를 선언하였습니다.
- 생명주기를 엔진에서 컨트롤 할 수 있도록
LifeSpan, SpawnCooldown을 UPROPERTY로, 그
리고 스폰 주기를 체크할 Timer를 선언했습니다.
- 생성할 때 사용할 함수 Spawn()을 선언해주었습
니다.
실습03
6

26. 실습03
26

27. 실습03
27
- ObjectWithinPool 클래스와 SpawnObject를
사용하기 위해 C++클래스를 블루프린트 클래
스로 생성해주었습니다.

28. 실습03
28
- 캐릭터와 똑같은 모습
을 보여주기 위해
SkeletalMesh 컴포넌트
를 추가해서 캐릭터를
표현하고, 애니메이션
블루프린트를 추가해
Idle모션을 추가해주었
습니다.
- 정면을 바라볼 수 있
도록 Rotation Z축을 -90
도로 변경해주었습니다.

29. 실습03
29
- 마지막으로 만들어놨던 SpawnObject 블루프
린트를 월드에 배치해줍니다.
- C++에서 ObjectPool ActorComponent를 생성
해줬기 때문에 디테일 패널에 추가가 되있는 것
을 볼 수 있습니다.
- 좀 더 빠른 재생성을 보여드리기 위해
LifeSpan과 Spawn Cooldown의 값을 일부 조절
했습니다.

30. 결과03
6

31. 마무리
총정리

32. - 오브젝트 풀링의 구현 방법은 게임마다, 또는 상황마다 상이하므로 때
에 맞춰 구현하시면 됩니다.
- 핵심은 이미 있는, 또는 미리 만들어 놓은 오브젝트를 재사용함으로써
오브젝트 생성과 삭제의 오버헤드를 피한다는 것입니다.
- 다시 한번 강조 드리지만 무조건적인 오브젝트 풀링 방법의 채용은 좋
은 방법은 아닙니다.
- 언제나 지속적인 프로파일링을 통해 필요한 요소에 최적의 풀링 개수
를 선택해서 적용하는 것이 가장 좋은 방법입니다.
마무리04
32

33. 참고 자료04
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- https://www.slideshare.net/agebreak/ss-75060410
[게임메카닉스] 유니티 오브젝트 풀링 구현하기
- https://www.slideshare.net/agebreak/unite2015-47100325
[Unite2015] 유니티 최적화 테크닉 총정리
- https://glikmakesworld.tistory.com/13
- https://nogan.tistory.com/7
- https://www.youtube.com/watch?v=g4pAO01FFlQ
- https://en.wikipedia.org/wiki/Object_pool_pattern
- https://github.com/TonyChoiMS/OpenWorldTutorial

34. 감사합니다