[Unity] 오브젝트 풀링을 간단히 구현해보자(ObjectPool)

다수의 오브젝트를 생성하고, 파괴하는 과정을 반복하면,

GC가 빈번하게 작동하여, 성능 저하(또는 프레임 드랍)가 발생한다.

 

만약, 사용한 오브젝트를 재사용한다면

CPU 성능 소모를 줄일 수 있을 것이다.

 

이를 오브젝트 풀링이라고 하는데, 유명한 최적화 기법 중 하나이다.

유니티에서는 이 오브젝트 풀링을 간단히 구현할 수 있는

ObjectPool 클래스를 지원한다.

 

예시를 간략히 살펴보도록 하자.

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결과물

위 이미지는 오브젝트 풀링의 결과를 보여준다.

한번 사용한 큐브를 잠시 비활성화하고, 필요할 때에 다시 사용하는 것을 볼 수 있다.

 

핵심은 생성된 오브젝트가 파괴되지 않고 남아있다는 것이다.

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예시 코드

using UnityEngine;
using UnityEngine.UI;
using UnityEngine.Pool;
using System.Collections.Generic;

public class ObjectPoolExample : MonoBehaviour
{
    [Header("UI")]
    [Tooltip("아이템을 가져오는 버튼")]
    public Button getButton;
    [Tooltip("아이템을 반환하는 버튼")]
    public Button releaseButton;
    [Tooltip("아이템을 해제하는 버튼")]
    public Button clearButton;

    [Header("Container")]
    [Tooltip("Item들을 담을 컨테이너")]
    public Transform container;

    // Pool
    private ObjectPool<GameObject> _pool; // 오브젝트 풀
    private Queue<GameObject> _usedItem = new Queue<GameObject>(); // 가져온 아이템들을 담을 큐

    private void Awake()
    {
        // 오브젝트 풀을 생성함과 동시에 이벤트 함수들을 등록한다.
        _pool = new ObjectPool<GameObject>(onCreatePoolItem, onGetPoolItem, onReleasePoolItem, onDestroyPoolItem);

        // 버튼들을 클릭하면 실행될 이벤트 함수들을 등록한다.
        getButton.onClick.AddListener(onClickGetButton);
        releaseButton.onClick.AddListener(onClickReleaseButton);
        clearButton.onClick.AddListener(onClickClearButton);
    }

    //__________________________________________________________________________ Pool
    private GameObject onCreatePoolItem() // 아이템을 생성하는 함수
    {
        // 큐브를 생성하고, 컨테이너에 담아둔다.
        GameObject obj = GameObject.CreatePrimitive(PrimitiveType.Cube);
        obj.transform.SetParent(container);
        return obj;
    }
    private void onGetPoolItem(GameObject obj) // 아이템을 가져올 때 실행되는 함수
    {
        // 활성화하고,
        obj.SetActive(true);

        // 위치와 색상을 무작위로 선정한다.
        Vector3 pos = new Vector3(Random.Range(-5f, 5f), 0.5f, Random.Range(-5f, 5f));
        obj.transform.position = pos;

        Material material = obj.GetComponent<MeshRenderer>().material;
        material.color = new Color(Random.Range(0f, 1f), Random.Range(0f, 1f), Random.Range(0f, 1f));
    }
    private void onReleasePoolItem(GameObject obj) // 아이템을 반환할 때 실행되는 함수
    {
        // 비활성화한다.
        obj.SetActive(false);
    }
    private void onDestroyPoolItem(GameObject obj) // 아이템을 파괴할 때 실행되는 함수
    {
        // 파괴한다.
        Destroy(obj);
    }

    //__________________________________________________________________________ UI
    private void onClickGetButton() // Get 버튼 클릭 시 실행되는 함수
    {
        // 오브젝트 풀에서 가져온 아이템을 큐에 담아준다.
        _usedItem.Enqueue(_pool.Get());
    }
    private void onClickReleaseButton() // Release 버튼 클릭 시 실행되는 함수
    {
        // 큐로부터 아이템을 빼내어 오브젝트 풀에 반환한다.
        if (_usedItem.TryDequeue(out GameObject obj))
            _pool.Release(obj);
    }
    private void onClickClearButton() // Clear 버튼 클릭 시 실행되는 함수
    {
        // 오브젝트 풀에서 사용되지 않는 아이템들을 모두 파괴한다.
        _pool.Clear();
    }
}

 

ObjectPool<T> 형태로 선언하면 오브젝트 풀이 만들어진다.

※ T는 where T로써 참조 형식이면 모두 가능하다.

위 코드에서는 GameObject 타입으로 선언했다.

 

오브젝트 풀을 초기화할 때, 이벤트 함수를 등록할 수 있다.

아래는 ObjectPool의 생성자 선언부이다.

public ObjectPool(Func<T> createFunc, Action<T> actionOnGet = null,   Action<T> actionOnRelease = null, Action<T> actionOnDestroy = null,   bool collectionCheck = true, int defaultCapacity = 10, int maxSize = 10000);

createFunc는 아이템을 생성하는 함수이다.

오브젝트 풀에 재사용할 아이템이 없으면 이 함수를 통해 새로운 아이템을 생성한다.

 

actionOnGet은 아이템을 가져올 때 실행되는 함수이다.

ObjectPool의 Get 함수가 호출되면, 가져올 아이템에 대해 실행된다.

 

actionOnRelease는 아이템을 반환할 때 실행되는 함수이다.

ObjectPool의 Release 함수가 호출되면, 반환할 아이템에 대해 실행된다.

 

actionOnDestroy는 아이템을 파괴할 때 실행되는 함수이다.

ObjectPool의 Clear(또는 Dispose) 함수가 호출되면,

사용하지 않는 아이템에 대해 실행된다.

 

예시 코드에는 가져온 아이템들을 큐(Queue)에 담아두었다가,

반환할 때 꺼내어 돌려준다.

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오브젝트 풀링이 실시간 성능에서는 강점을 보이지만,

메모리 공간을 계속 차지해야한다는 약점을 지니고 있다.

 

따라서, 적절한 메모리 해제가 매우 중요할 것으로 보인다.