유니티 가비지 컬렉션 최적화하기6 – 번역

by RonnieJ · Published 2016년 12월 8일 · Updated 2018년 1월 14일

유니티에서 가비지 컬렉션 최적화하기6

가비지 컬렉션의 영향을 최소하하기 위한 코드의 구조화 (Structuring our code to minimize the impact of garbage collection)

코드를 구조화하는 방식은 가비지 컬렉션에 영향을 줄 수 있습니다. 작성한 코드가 힙 할당을 발생시키지 않더라도, 가비지 컬렉터의 작업에 부하를 줄 수 있습니다.

불필요하게 가비지 컬렉터의 작업에 부하를 줄 수 있는 방법 중 하나는, 검사할 필요가 없는 항목을 검사하도록 요청하는 것입니다.
구조체는 값 타입 변수입니다. 하지만, 참조 타입 변수를 갖는 구조체의 경우, 가비지 컬렉터는 구조체 전체를 검사해야 합니다.
이때 이런 구조체의 배열이 많은 경우, 가비지 컬렉터가 점검해야하는 작업이 많이 발생할 수 있습니다.

아래 예제에서, 구조체는 문자열을 포함하며, 문자열은 참조 타입입니다. 이제 가비지 컬렉터가 실행되면, 이 구조체 배열 전체를 검사해야합니다.

public struct ItemData
{
    public string name;
    public int cost;
    public Vector3 position;
}

private ItemData[] itemData;

아래 예제에서는, 별도의 배열에 데이터를 저장합니다.
가비지 컬렉터가 실행되면, 문자열 배열에 대해서만 검사를 진행하고, 나머지 배열은 무시할 수 있습니다. 이는 가비지 컬렉터가 해야할 일을 줄입니다.

private string[] itemNames;

private int[] itemCosts;

private Vector3[] itemPositions;

가비지 컬렉터의 작업에 불필요한 부하를 줄 수 있는 또 다른 방법은, 불필요한 오브젝트 참조 값을 갖는 것입니다.
가비지 컬렉터가 힙 상의 오브젝트에 대한 참조를 검색하려면, 코드에서 사용 중인 오브젝트를 모두 검사해야합니다.
코드에서 오브젝트의 참조가 적다는 것은, 힙 상의 전체 오브젝트의 수를 줄이지 않더라도, 처리할 작업량이 적다는 것을 의미합니다.

아래 예제에는, 대화 상자를 띄우는 클래스가 있습니다. 사용자가 대화 상자를 다보면, 다음 대화상자가 열립니다.
이 코드에는 다음에 표시되어야하는 DialogData의 인스턴스에 대한 참조가 포함되어 있습니다. 이는 가비지 컬렉터가 작업의 일부로, 이 참조를 검사해야 한다는 것을 의미합니다:

public class DialogData
{
    private DialogData nextDialog;

    public DialogData GetNextDialog()
    {
        return nextDialog;
    }
}

아래 예제에서는, 다음에 표시되어야하는 DialogData의 인스턴스 값 대신, 그 인스턴스를 찾을 수 있는 식별자(identifier)를 반환하도록 코드를 재구성 했습니다. 이 값은 오브젝트 참조가 아니기 때문에, 가비지 컬렉터가 실행되는데 소모되는 시간을 추가하지 않습니다.

public class DialogData
{
    private int nextDialogID;

    public int GetNextDialogID()
    {
        return nextDialogID;
    }
}

이 예제 자체는 간단한 내용을 다룬 예제에 불과합니다.
하지만, 만드는 게임에서 다수의 오브젝트를 참조하는 오브젝트가 많은 경우, 코드를 이런 방식으로 재구성해서 힙의 복잡도를 현저하게 줄일 수 있습니다.

Timing garbage collection

수동으로 가비지 컬렉션 실행하기 (Manually forcing garbage collection)

마지막으로, 수동으로 가비지 컬렉션을 실행시킬 수 있습니다. 힙 메모리가 할당되었지만, 더이상 사용되지않고(예: 코드에서 애셋을 로드할때 가비지를 생성한 경우), 가비지 컬렉터로 인한 화면 멈춤이 플레이어에게 영향을 미치지 않는다는 것을 알고 있는 경우(예: 로딩 화면이 보여지는 동안에), 아래 코드를 이용해서 가비지 컬렉션을 요청할 수 있습니다:

System.GC.Collect();

이 코드는 가비지 컬렉터가 실행되도록 강제하며, 이를 통해서 원하는 시점에 사용하지않는 메모리를 회수할 수 있습니다.

결론 (Conclusion)

유니티에서 가비지 컬렉션이 동작하는 방식에 대해서 살펴봤습니다.
또한 성능 문제를 일으킬 수 있는 원인과 가비지 컬렉션이 게임에 미치는 영향을 최소화 하는 방법에 대해서도 살펴봤습니다.
여기에서 배운 지식과 프로파일링 도구를 이용해서, 가비지 컬렉션과 관련된 성능 문제를 해결하고, 메모리를 효율적으로 관리할 수 있도록 게임을 구성할 수 있습니다.

아래 링크는 이 글에서 다룬 주제들에 대한 자세한 정보를 제공합니다.

Further reading
Memory management and garbage collection in Unity

Unity Manual: Understanding Automatic Memory Management

Gamasutra: C# Memory Management for Unity Developers by Wendelin Reich

Gamasutra: C# memory and performance tips for Unity by Robert Zubek

Gamasutra: Reducing memory allocations to avoid Garbage Collection on Unity by Grhyll JDD

Gamasutra: Unity Garbage Collection Tips and Tricks by Megan Hughes

Boxing

MSDN: Boxing and Unboxing (C# Programming Guide)

Object pooling

Unity Learn: Object Pooling Tutorial

Wikipedia: Object Pool Pattern