[유니티] 오브젝트 풀 (Object Pool)

> 위 영상의 핵심은 영상의 후반으로 갈수록 하이어라키에 오브젝트들이 더 이상 늘어나지 않는다는점과

> 비활성화된 오브젝트가 다시 활성화 상태가되며 목적을 달성하면 다시 비활성화 상태가 된다는 점이다.

 

오브젝트 풀링?

오브젝트 풀링은 프로젝트를 최적화하고 게임 오브젝트를 빠르게 생성하고 파괴해야 할 때 CPU에 가해지는 부담을 줄이는 좋은 방법입니다. CPU의 처리 능력을 완화하여 더 중요한 작업을 처리하고 반복적인 생성 및 소멸 호출에 의해 범람되지 않도록 염두에 두는 것이 좋은 사례 및 디자인 패턴입니다.

//OBJPool.cs
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
//<T> Type으로 제한하기 위해 OBJPool<T>로 명시한다.
//오브젝트 풀을 제네릭 하기 위해 Component를 붙이는 제한조건을 둔다.
public class OBJPool<T> : MonoBehaviour where T : Component
{
    //초기 오브젝트를 담는다.
    [SerializeField] protected T[] mOrigin; 
    //풀링에 사용할 공간
    protected List<T>[] mPool;
    //오브젝트 풀 시스템을 초기화한다.
    void Start()
    {
        mPool = new List<T>[mOrigin.Length];
        for (int i = 0; i < mPool.Length; ++i)
        {
            mPool[i] = new List<T>();
        }
    }
    //풀(mPool)로부터 오브젝트를 가져온다.
    public T GetFromPool(int id = 0)
    {
        for (int i = 0; i < mPool[id].Count; ++i)
        {
            if (!mPool[id][i].gameObject.activeInHierarchy)
            {
                mPool[id][i].gameObject.SetActive(true);
                return mPool[id][i];
            }
        }
        return MakeNewInstance(id);
    }
    //풀(mPool)이 비어있거나, 현재 모든 오브젝트가 활성화 상태일경우 인스턴스한다.
    protected virtual T MakeNewInstance(int id)
    {
        T newObj = Instantiate(mOrigin[id]);
        mPool[id].Add(newObj);
        return newObj;
    }
}

•  오브젝트 풀을 여러 타입으로 제네릭 하기위해 OBJPool<T>로 명시한다.
•  where T : Component는 Component를  붙이는 제한조건을 두어 제네릭을 완성시킨다.

 

[SerializeField] protected T[] mOrigin

 

•  오브젝트 풀링 할 오브젝트를 담는 공간이다.
•  [SerializeField]를 사용하여 에디터의 인스펙터에서 미리 지정해준다.

 

protected List<T>[] mPool

 

•  [SerializeField] protected T[] mOrigin 에서 사용하는 변수들의 오브젝트들을 각 mPool[]에서 저장(보관) 하고 필요시 새로 담아서 관리한다.

 

void Start()

 

• mPool[]을 mOrigin의 개수만큼 초기화 시키고 List<T>로 초기화하여 사용 준비를 완료시킨다.

 

public T GetFromPool(int id = 0)

 

• mPool[]에서 오브젝트를 가져와 리턴한다.
• mPool[id].Count까지 loop하면서 mPool[]에 활성화되지 않은 오브젝트가 있으면 해당 오브젝트를 리턴한다.
• loop 하면서 모든 오브젝트가 활성화 된 상태이거나, mPool[]이 비어있으면 MakeNewInstance(id) 함수를 호출하며 리턴한다.
• MakeNewInstance는 오브젝트를 새로 인스턴스하여 mPool[]에 추가한다.
• 디폴트 매개변수 = 0은 mPool[]에서 몇번째에 있는 대상을 가져올지 지정한다. 예시로, 돌을 떨어뜨린다고 했을 때, 여러 모양의 돌을 지정하여 리턴할 수 있다.

여러 모양의 돌 오브젝트들을 GetFromPool에서 의도한대로 리턴받을 수 있다.

 

protected virtual T MakeNewInstance(int id)

• T 타입의 오브젝트를 인스턴스하고 이것을 mPool[]에 삽입한다.
• mPool[]에서 더 이상 리턴할 오브젝트가 없을때 새로 생성하여 리턴할 수 있도록 하는것이다.

 

 

오브젝트 풀링 스크립트의 사용 _ 예시

해당 예시는 씬 중의 골렘의 공격 패턴 중 여러개의 돌을 떨어뜨리는 과정을 담는다.

 

//GolemStonePool.cs
 
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
//단순히 상속을 통해 오브젝트 풀 기능을 이용할 수 있다.
public class GolemStonePool : OBJPool<StoneObj>
{
   
}

 

작성한 OBJPool 스크립트는 제네릭화 되어있어, 여러 타입 (오브젝트 타입)에 따라 손쉽게 OBJPool<Type>으로 상속하여 손쉽게 사용할 수 있는 특징이 있다.

mOrigin 변수에 3개의 StoneObj가 들어있다. GetFromPool에서 인자에 따라 리턴되는 StoneObj가 서로 다를 수 있다.

 

public class GolemStonePool: OBJPool<StoneObj>

• OBJPool을 <StoneObj> 타입으로 상속받아 부모의 기능을 이용할 수 있도록 구현했다.
• 부모의 OBJPool에서 GetFromPool의 리턴 타입을 <StoneObj>로 하여 리턴받는다

 

 

//StoneObj.cs
 
...
 
public class StoneObj : MonoBehaviour
{
    ...
    
    //StoneObj가 비활성화 되는 조건
    void Update()
    {
        if(transform.position.y < mGroundHeight)
        {
            gameObject.SetActive(false);
        }
    }
    
    ...
    
    }
}

실제 오브젝트 풀의 리턴 대상인 프리팹이나 게임오브젝트에 붙는 StoneObj.cs 스크립트이다.

 

void Update()

• 해당 오브젝트가 오브젝트 풀에서 리턴되어 활성화 상태가 되면 특정 조건에 의해 다시 SetActive(false) 상태가 되어야 하는것을 권장한다. 그렇지 않으면 오브젝트 풀의 의미를 잃어버리는 상태가 되니 주의해야함.

 

 

//GolemAttackCtrl.cs
 
...
 
public class GolemAttackCtrl : MonoBehaviour
{
    ...
 
    //돌 오브젝트를 GetFromPool() 한다.
    private void SpawnStone()
    {
        StoneObj obj = mStonePool.GetFromPool(Random.Range(0,2));
        obj.gameObject.SetActive(true);
        obj.transform.position = transform.position;
    }
    
    ...
}
 

 

mStonePool에는 GolemStonePool이 담긴 상태에서 SpawnStone()을 사용하여 풀 기능을 사용한다.

 

private void SpawnStone()

• GolemStonePool에서 GetFromPool을 하여 오브젝트를 가져온다.
• 오브젝트를 가져오면 해당 오브젝트를 활성화 시킨다.
• 해당 오브젝트를 움직이거나, 총알처럼 앞으로 직진시키거나 자유롭게 해당 오브젝트를 사용한다.
• 특정 조건에서 해당 오브젝트를 비활성화 시키도록 하는것을 권장한다.