오브젝트 풀링 (Object Pooling)

개요 (Overview)

오브젝트 풀링은 메모리 관리 기법으로, 객체를 반복적으로 생성하고 파괴하는 대신 재사용하여 성능을 향상시키는 기술입니다. GameFramework는 자주 사용되는 객체들의 수명 주기를 효율적으로 관리하는 강력한 오브젝트 풀링 시스템을 제공하여 메모리 단편화와 GC(가비지 컬렉션) 부하를 줄입니다.

GameFramework의 오브젝트 풀링 시스템으로 할 수 있는 일:

•

특정 객체 타입에 대한 풀 생성

•

필요할 때 풀에서 객체 가져오기(Spawn)

•

필요 없을 때 객체 반환(Unspawn)

•

정책에 따라 자동으로 사용하지 않는 객체 해제

•

객체 사용 내역 추적 및 해제 우선순위 관리

게임 개발에서 오브젝트 풀링은 투사체, 파티클, UI 요소, 게임 엔티티처럼 자주 생성/파괴되는 객체 관리에 특히 유용합니다.

시스템 아키텍처

오브젝트 풀링 시스템은 여러 핵심 컴포넌트로 구성되어 있으며, 함께 작동해 효율적인 객체 재사용을 제공합니다.

ObjectPoolManager는 여러 ObjectPool 인스턴스를 관리하며, 각 풀은 특정 타입의 객체를 담당합니다.

오브젝트 풀 매니저 (Object Pool Manager)

ObjectPoolManager는 오브젝트 풀을 생성 및 관리하는 중앙 접근 지점입니다.

•

각 풀은 TypeNamePair(객체 타입 + 풀 이름) 으로 식별됩니다.

주요 기능

•

단일 스폰(SingleSpawn) / 다중 스폰(MultiSpawn) 오브젝트 풀 생성

•

메모리 해제를 위한 풀 우선순위 관리

•

매 프레임 풀 업데이트

•

게임 종료 시 풀 종료

풀 생성 방식

•

CreateSingleSpawnObjectPool: 하나의 객체가 Unspawn되기 전까지 다시 Spawn될 수 없음

•

CreateMultiSpawnObjectPool: 하나의 객체가 동시에 여러 번 Spawn될 수 있음

설정 가능한 파라미터:

•

풀 이름

•

용량 (Capacity)

•

자동 해제 주기 (Auto-release interval)

•

만료 시간 (ExpireTime)

•

풀 우선순위

오브젝트 풀 구현 (Object Pool Implementation)

각 ObjectPool은 ObjectBase를 상속한 특정 타입의 객체를 관리합니다.

내부 구조:

•

m_Objects: 이름 기반으로 객체를 저장하는 Multi-dictionary

•

m_ObjectMap: 객체 → Object 래퍼 매핑 (빠른 조회용)

객체 생명주기

등록 (Registration): Register(obj, spawned) 호출

스폰 (Spawning): Spawn() 또는 Spawn(name) 호출

언스폰 (Unspawning): Unspawn(obj) 호출

해제 (Release): 풀 설정에 따라 사용하지 않는 객체 해제

풀 설정 파라미터

파라미터	설명
Name	풀 식별자
AllowMultiSpawn	객체를 여러 번 동시에 Spawn할 수 있는지 여부
AutoReleaseInterval	자동 해제 검사 주기 (초 단위)
Capacity	풀의 최대 객체 수
ExpireTime	사용하지 않는 객체가 해제 대상으로 되는 시간(초 단위)
Priority	풀 우선순위 (메모리 부족 시 낮은 우선순위부터 해제됨)

오브젝트 해제 메커니즘

자동 해제 (Auto-Release)

•

주기적으로 사용하지 않는 객체를 찾아 해제

•

대상 선정 기준:

◦

사용 중 아님

◦

잠금(lock) 상태 아님

◦

CustomCanReleaseFlag == true

수동 해제 (Manual Release)

•

Release(): 용량 초과 시 해제

•

Release(int count): 지정 개수만큼 해제

•

ReleaseAllUnused(): 사용하지 않는 객체 모두 해제

해제 필터링

•

먼저 만료된 객체 해제

•

그 후 우선순위(낮은 순) + 마지막 사용 시간(오래된 순) 기준으로 해제

객체 잠금과 우선순위

객체 잠금 (Locking)

objectPool.SetLocked(obj, true);  // 해제 불가
objectPool.SetLocked(obj, false); // 해제 허용
C#
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객체 우선순위 (Prioritization)

objectPool.SetPriority(obj, 100); // 높은 우선순위 (늦게 해제)
objectPool.SetPriority(obj, 0);   // 낮은 우선순위 (먼저 해제)
C#
복사

다른 시스템과의 통합

•

리소스 관리 시스템:

•

FSM (Finite State Machine):

◦

상태 머신 객체를 풀에서 가져와 사용 후 반환

•

엔티티, UI, 사운드 시스템:

◦

풀링을 통해 생성/파괴 비용 절감

베스트 프랙티스 (Best Practices)

•

풀링 적합 대상: 자주 생성/삭제되는 객체

•

풀 설정:

◦

용량(capacity) → 예상 최대치 기반

◦

만료 시간(expire time) → 사용 패턴 기반

◦

자동 해제 주기(auto-release interval) → 메모리 상황 고려

•

의존성 관리:

◦

종속 객체도 함께 등록 및 관리

◦

참조 카운트 조정

•

객체 정리:

◦

Unspawn 시 상태 초기화

◦

참조 해제 (메모리 누수 방지)

◦

CustomCanReleaseFlag 정확히 설정

•

풀 종류 선택:

◦

SingleSpawn → 동시 사용 불가 객체

◦

MultiSpawn → 공유 가능한 객체

성능 고려사항

•

풀 크기 조정:

◦

너무 작으면 객체 생성/삭제 잦음

◦

너무 크면 메모리 낭비

•

자동 해제 주기 튜닝:

◦

짧게 설정 → 메모리 절약, CPU 부담 ↑

◦

길게 설정 → 메모리 사용 ↑, CPU 부담 ↓

•

우선순위로 중요한 객체 보호

•

초기화 단계에서 자주 쓰는 객체 미리 등록 (Prewarm)

•

GetAllObjectInfos()로 풀 상태 모니터링 및 조정