[이득우의 언리얼] 12. 언리얼 엔진의 메모리 관리

개요

이번 강의에서는 Unreal Engine의 가비지 컬렉션(Garbage Collection) 시스템을 이해하고, UObject 포인터를 안전하게 관리하는 방법을 학습합니다. C++의 고질적인 메모리 문제를 해결하는 Unreal의 자동 메모리 관리 시스템을 실습을 통해 체득합니다.

 

학습 목표

- Unreal Engine의 가비지 컬렉션 시스템 이해

- UObject 포인터의 안전한 관리 방법 학습

- 댕글링 포인터 문제 해결 방법 습득

- UPROPERTY의 중요성과 올바른 사용법 이해

- FGCObject를 사용한 고급 메모리 관리 기법 학습

 

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C++ 메모리 관리의 고질적 문제

1. 메모리 누수

// ❌ 잘못된 예: 메모리 누수
void BadFunction()
{
    MyClass* Object = new MyClass();
    // delete를 호출하지 않음!
    // Object가 가리키는 메모리는 영원히 회수되지 않음
}

// ✅ 올바른 예: 수동 관리
void GoodFunction()
{
    MyClass* Object = new MyClass();
    // ... 사용 ...
    delete Object;  // 반드시 해제
    Object = nullptr;
}

 문제점
- new로 할당한 메모리를 delete로 해제하지 않음
- 힙 메모리가 계속 쌓여 시스템 메모리 고갈
- 게임이 길어질수록 성능 저하

 

2. 댕글링 포인터

// ❌ 위험한 상황
MyClass* Ptr1 = new MyClass();
MyClass* Ptr2 = Ptr1;  // 같은 객체를 가리킴

delete Ptr1;           // Ptr1으로 메모리 해제
Ptr1 = nullptr;

// Ptr2는 여전히 해제된 메모리를 가리킴!
Ptr2->DoSomething();   // 💥 크래시!

문제점
- 다른 곳에서 메모리를 해제함
- 포인터는 여전히 해제된 주소를 가리킴
- 접근 시 크래시 또는 예측 불가능한 동작

 

3. 와일드 포인터

// ❌ 초기화하지 않은 포인터
void DangerousFunction()
{
    MyClass* Ptr;  // 초기화 안 함! (쓰레기 값)
    
    if (SomeCondition)
    {
        Ptr = new MyClass();
    }
    
    // SomeCondition이 false면?
    Ptr->DoSomething();  // 💥 임의의 메모리 접근!
}

// ✅ 안전한 방법
void SafeFunction()
{
    MyClass* Ptr = nullptr;  // 반드시 초기화
    
    if (SomeCondition)
    {
        Ptr = new MyClass();
    }
    
    if (Ptr)  // nullptr 체크
    {
        Ptr->DoSomething();
    }
}

문제점
- 초기화하지 않은 포인터는 임의의 주소를 가리킴
- 운영체제 보호 영역 접근 시 크래시
- 디버그 어려움

 

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가비지 컬렉션 시스템

개념

: 가비치 컬렉션(GC)은 프로그램에서 더 이상 사용하지 않는 객체를 자동으로 감지하여 메모리를 회수하는 시스템입니다.

 

도입 배경

- Java, C# 등 현대 언어들이 채택

- 메모리 안전성 향상

- 개발자 실수 방지

- 생산성 증대

 

Mark-and-Sweep 알고리즘

: Unreal Engine이 사용하는 가비지 컬렉션 방식입니다.

 

1단계 : Mark (표시)

Root Objects (시작점) :

- GameInstance

- World

- PlayerController

- 기타 RootSet 객체

 

2단계 : 참조 추적

모든 Root에서 참조로 도달 가능한 객체들에 Mark 플래그 설정

 

3단계 : Sweep (정리)

GUObjectArray 전체 스캔 :

- Mark가 되어 있지 않으면 가비지로 판정하여 메모리 회수

 

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메모리 회수 방지 방법

1. UPROPERTY (가장 일반적)

UCLASS()
class UMyClass : public UObject
{
    GENERATED_BODY()
    
public:
    // ✅ UPROPERTY로 보호
    UPROPERTY()
    UTexture2D* Texture;
    
    // ✅ TObjectPtr 사용 (UE5)
    UPROPERTY()
    TObjectPtr<UTexture2D> TexturePtr;
    
    // ❌ UPROPERTY 없음 → GC에 수집됨!
    UTexture2D* UnprotectedTexture;
};

 

2. FGCObject 상속

UCLASS()
class UMyManager : public FGCObject
{
    GENERATED_BODY()
    
private:
    // UPROPERTY 사용 불가한 특수 상황
    TArray<UObject*> SpecialObjects;
    
public:
    // GC에 수동으로 참조 알림
    virtual void AddReferencedObjects(
        UObject* InThis, 
        FReferenceCollector& Collector
    ) override
    {
        Super::AddReferencedObjects(InThis, Collector);
        
        // 배열의 모든 객체를 참조로 등록
        Collector.AddReferencedObjects(SpecialObjects);
    }
    
    virtual FString GetReferencerName() const override
    {
        return TEXT("FMyManager");
    }
};

FGCObject 클래스를 상속 받아서 AddReferencedObjects, GetReferencerName을 구현하는 방법입니다.

 

3. RootSet 등록

void CreatePersistentObject()
{
    UMyObject* PersistentObject = NewObject<UMyObject>();
    
    // RootSet에 추가 → 절대 회수 안 됨
    PersistentObject->AddToRoot();
    
    // 나중에 제거 가능
    // PersistentObject->RemoveFromRoot();
}

 

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UObject 유효성 검사

UMyObject* MyObject = /* ... */;

// 1. IsValid (일반적 사용)
if (IsValid(MyObject))
{
    MyObject->DoSomething();
}

// 2. IsValidLowLevel (저수준 검사) PendingKill 검사는 하지 않음
if (MyObject && MyObject->IsValidLowLevel())
{
    MyObject->DoSomething();
}

// 3. nullptr 체크만 (불충분!)
if (MyObject != nullptr)  // ⚠️ 댕글링 포인터 감지 못 함!
{
    MyObject->DoSomething();
}