[Unity] ObjectPooling 시스템 분석

Connected Brain·2025년 3월 20일

C#DesignPattern ObjectPooling TIL Unity 내일배움캠프

ObjectPooling 시스템 분석하기

ObjectPooling이란?

슈팅게임의 탄막이나 생존 게임의 자원 등 여러 개의 오브젝트가 생성되고 소멸되는 것이 반복되어야 하는 상황에서 적용하는 것이 유리

매번 오브젝트를 생성-소멸하는 것이 아닌 사용 중인 오브젝트는 활성화하고 사용하고 있지 않은 오브젝트를 비활성화해 매번 새로운 오브젝트를 만드는 비용을 줄임

1. IPool 인터페이스 구성

public interface IPoolable
{
    void Initialize(Action<GameObject> returnAction);
    void OnSpawn();
    void OnDespawn();
}

ObjectPooling을 사용할 오브젝트에 포함될 인터페이스를 구성한다.
OnSpawn()
- 오브젝트를 사용해야 할 때 기존에 생성된 Queue에 있는 것을 활성화하거나 새로 생성한다.
OnDespawn()
- 오브젝트가 사용된 후 비활성화 상태로 바꾸고 Queue에 포함시킨다.
Initialize(Action<GameObject> returnAction)
- 초기화시 오브젝트를 비활성화하고 Queue로 되돌려 보내는 Action을 연결한다.

2. ObjectPoolManager

필드

public GameObject[] prefabs;
private Dictionary<int, Queue<GameObject>> pools = new Dictionary<int, Queue<GameObject>>();

public static ObjectPoolManager Instance { get; private set; }

Object Pooling을 사용할 프리팹 배열과 인덱스와 게임 오브젝트를 담는 Queue로 이루어진 Dictionary가 선언되어 있다.
ObjectPoolManager를 전역에서 접근하기 위해 static으로 만들어 주었다.

Method

private void Awake()
{
    Instance = this;

    for(int i = 0; i < prefabs.Length; i++)
    {
        pools[i] = new Queue<GameObject>();
    }
}

Awake 시점에서 지정된 프리팹들을 Dictionary에 저장한다. 배열에서 각 프리팹의 인덱스가 pools에서 Queue를 구분하는 key 값이 된다.

public GameObject GetObject(int prefabIndex, Vector3 position, Quaternion rotation)
{
    if(!pools.ContainsKey(prefabIndex))
    {
        Debug.Log($"프리팹 인덱스 {prefabIndex}에 대한 풀이 존재하지 않음");
        return null;
    }

    GameObject obj;
    if (pools[prefabIndex].Count > 0)
    {
        obj = pools[prefabIndex].Dequeue();
    }
    else
    {
        obj = Instantiate(prefabs[prefabIndex]);
        obj.GetComponent<IPoolable>()?.Initialize(o => ReturnObject(prefabIndex, o));
    }

    obj.transform.SetPositionAndRotation(position, rotation);
    obj.SetActive(true);
    obj.GetComponent<IPoolable>()?.OnSpawn();
    return obj;
}

GetObject()를 통해 외부에서 Queue에 있는 오브젝트를 가져올 수 있다.
int prefabIndex
- pools에서 오브젝트를 불러오기 위한 Queue를 찾을 수 있는 key 값
Vector3 position, Quaternion rotation
- 오브젝트를 불러와 초기화 할 때 요구되는 위치 및 회전 정보
prefabIndex에서 Queue를 찾을 수 없으면 디버그 로그를 띄워 알리고, 있다면 해당 키 값에 해당하는 Queue가 크기가 0보다 큰지 확인 후 해당 Queue에서 오브젝트를 가져와 활성화하고 OnSpawn을 실행한다.
만약 Queue가 크기가 0보다 작을 때는 프리팹을 이용해 새로운 오브젝트를 생성하고 해당 오브젝트를 초기화하면서 비활성화시 실행할 함수를 연결한다. 이후 과정은 동일하다.

void ReturnObject(int prefabIndex, GameObject obj)
{
    if(!pools.ContainsKey(prefabIndex))
    {
        Destroy(obj);
        return;
    }

    obj.SetActive(false);
    pools[prefabIndex].Enqueue(obj);
}

ReturnObject는 오브젝트를 다시 Queue로 돌려보낼 때 사용하며, 같이 입력된 키가 pools에 없으면 해당 오브젝트를 파괴하고 실행을 종료한다.
pools에 해당하는 Queue가 있을 경우 오브젝트를 비활성화하고 Queue로 돌려보낸다.

3. ProjectileController&Manager

이번 프로젝트에서는 Object Pooling을 투사체를 관리하기 위해 사용하였다.

ProjectileController

public class ProjectileController : MonoBehaviour, IPoolable
{
	private Action<GameObject> returnToPool;
	...
    
    void DestroyProjectile(Vector3 position, bool creatFx)
	{
		...

    	//Destroy(this.gameObject);
    	OnDespawn();
	}

	public void Initialize(Action<GameObject> returnAction)
	{
    	returnToPool = returnAction;
	}

	public void OnSpawn()
	{

	}

	public void OnDespawn()
	{
    	returnToPool?.Invoke(gameObject);
	}
}

IPoolable을 추가하고 해당 인터페이스에서 요구되는 함수들을 구성하여 주었다. 화살이 파괴될 때 기존에 삭제하는 방식에서 OnDespawn을 사용하도록 변경하였다.

ProjectileMananger

public void ShootBullet(RangeWeaponHandler rangeWeaponHandler, Vector2 startPos, Vector2 dir)
{
    //GameObject origin = projectilePrefabs[rangeWeaponHandler.BulletIndex];
    //GameObject obj = Instantiate(origin, startPos, Quaternion.identity);

    GameObject obj = 	objectPoolManager.GetObject(rangeWeaponHandler.BulletIndex, startPos, Quaternion.identity);

    ...
}