경일 메타버스 20220719 16주차 2일 수업내용. 옵저버 패턴, 유니티 - 유니런 : 오브젝트 풀링, 이벤트

옵저버 패턴(Observer Pattern)

• 어떤 객체의 상태가 변할 때 그 객체에 의존성을 가진 다른 객체들이 그 변화를 통지 받아 자동으로 갱신될 수 있게 만드는 패턴

  • 변화가 드물 경우, 매번 확인하는 것(폴링)은 비효율적이기에 변화가 있을 시만 확인할 수 있도록 한다.

• 폴링(Polling) :
  객체의 변화를 감지하고 싶을 때 ⇒ 주기적으로 객체에 변화가 이뤄졌는지 검사한다.

옵저버 패턴을 사용할 수 있는 상황

1. 한 객체가 다른 객체에 종속적일 때

2. 한 객체의 상태의 변경으로 다른 객체의 상태를 변경해야 하고, 프로그래머가 변경해야 하는 객체 수를 몰라도 될 때

3. 어떤 객체가 다른 객체에 자신의 변화를 통지할 수 있는데, 그 변화에 관심 있어 하는(관련이 있는) 객체가 무엇인지에 대한 가정이 없어도 될 때

구조

• Subject :
  변화가 이뤄지는 주체

• Observer :
  변화를 관찰하는 관찰자 객체

• Push Model :
  변화된 상태를 Subject가 보내주는 구조

• Pull Model :
  Observer가 상태를 꺼내는 구조

• 핵심은 변화가 이뤄질 때, Subject의 변화를 관찰하고 있는 대상들에게 통지 해주는 것

  • 함수형(Functional)을 이용하여 구현되기도 한다. Ex) C#의 이벤트(UnityEvent)

    • 함수형(Functional) :
      함수를 변수처럼 다룬다고 이해하자

옵저버 패턴을 사용함으로써 얻는 이익

1. Subject와 Observer가 강하게 결합되지 않는다.

   • 폴링을 이용하면 객체가 멤버로 Subject를 들고 있어야 해서 강하게 결합될 수 밖에 없다.
     ⇒ 옵저버 패턴은 이를 피할 수 있다.

2. 브로드캐스트(Broadcast)가 가능하다.

   • Subject는 특정 타입의 객체에 한정되지 않고 누구든지 관찰자에게 변화를 통지할 수 있다.

3. 예측하지 못한 데이터를 갱신할 수 있다.

   • 복잡한 시스템에서는 종속 관계가 복잡해질 수 있으며 추적하기가 무척 어렵다.
     이에 따라 반드시 해야 하는 갱신을 잊을 수 있다.
     ⇒ 옵저버 패턴은 이를 피할 수 있다.

단점

1. 무효 참조(Dangling Reference)가 일어날 수 있다.

   1. Subject로부터 통지를 받으려면 등록을, 더 이상 받지 않으려면 해제를 해야 한다.

   2. 여기서 사라진 객체의 해제를 잊었을 때, 통지를 하면서 이미 사라져 무효한 객체에 대해 참조를 하는 무효 참조 이슈가 발생할 수 있다.

2. 상태의 자체 일관성(Self-Consistency)이 깨질 수 있다.

   1. 서브 클래스가 슈퍼 클래스의 연산을 사용하는 과정에서 통지가 일어날 수 있다.|

   2. 즉, 통지가 두 번 이상 일어날 수 있고, 사용하는 데이터에 손상이 갈 수 있다.
      이에 대한 주의가 필요하다는 의미.

3. 통지에 따른 갱신이 오래 걸릴 수 있다.

   1. 통지하는 시점이 병목이 될 수 있다.

   2. 이를 완화하기 위해 비동기 방식을 사용하거나,

      • 비동기 방식 (Asynchronous) :
        요청을 보낸 후 응답(=결과)와는 상관없이 다음 절차가 동작하는 방식

   3. 큐잉(Queueing)을 이용할 수 있다.

      • 큐잉(Queueing) :
        프로그램이 메시지를 처리할 준비가 될 때까지 메시지를 보유하는 방식
        메시지를 스토리지의 큐에 배치해 프로그램이 다른 속도와 시간에, 여러 위치에서, 서로 간에 논리적 연결 없이 독립적으로 실행될 수 있도록 한다.

• 식 본문 (Expression Body)
  구문이 하나인 경우 아래와 같이 쓸 수 있다.
  int Add(int a, int b = 10) => a + b;

오브젝트 풀링 (Object Pooling)

• 초기에 필요한 만큼 오브젝트를 미리 만들어 풀(Pool)에 쌓아두는 방식

  • 반복된 메모리의 할당과 해제는 자원을 많이 사용한다.

  • 이러한 할당과 해제의 반복을 피하고 최적화 하기 위해,
    사용하고자 하는 오브젝트를 미리 생성하고 디액티브 / 액티브하여 사용한다.

    // 1. 배열
    GameObject[] _objectPool = new GameObject[10];
    // 각 원소는 적절하게 초기화 되었다고 가정
    
    for (int i = 0; i < _objectPool.Length; ++i)
    {
    		if (_objectPool[i].active ==  false)
    		{
    				_objectPool[i].SetActive(true);
    		}
    		return;
    }
    
    // 2. Stack, Queue 등 자료구조 활용
    Stack<GameObject> _objectPool = new Stack<>();
    
    void Awake()
    {
    		for (int i = 0; i < 10; ++i)
    		{
    				_objectPool.Push(new GameObject("object" + i));
    		}
    }
    
    ...

  • 유니티 2020부터 이 기능을 지원한다.
    ObjectPool

이벤트 (유니티, C차이)

1. 선언
public UnityEvent<int> OnScoreChanged = new UnityEvent<int>();  // 객체 필요
public event UnityAction<int> OnScoreChanged2;

2. 통지
OnScoreChaned.Invoke(_currentScore);
OnScoreChaned2?.Invoke(_currentScore);  // Null 체크

3. 구독과 구독 해제
	GameManager.Instance.OnScoreChanged.AddListener(함수명);    // 구독
	GameManager.Instance.OnScoreChanged.RemoveListener(함수명); // 구독 해제
	
	GameManager.Instance.OnScoreChanged2 += 함수명;             // 구독
	GameManager.Instance.OnScoreChanged2 -= 함수명;             // 구독 해제

	// 단, 함수명 => 함수포인터

• 위 : 유니티 제공 이벤트
• 아래 : 유니티에서 쓸 수 있는 C# 이벤트

1. 이벤트 선언
   유니티 제공 이벤트는 객체를 만들어야 하는 반면,
   C# 이벤트는 만들지 않아도 된다.

2. .Invoke() 사용 시
   유니티 제공 이벤트는 null체크를 안 하지만,
   C# 이벤트는 해야 한다.
   null ⇒ 구독자가 있는가

3. 구독과 구독 해제
   유니티 제공 이벤트는 메소드로,
   C# 이벤트는 연산자로 한다.

4. 주의
   유니티 제공 이벤트는 외부에서 Invoke()를 호출할 수 있고
   C# 이벤트는 해당 변수를 선언한 클래스 내부에서만 Invoke()를 호출할 수 있다.
   

5. 유니티 에디터
   유니티 제공 이벤트는 보이고
   C# 이벤트는 안 보인다.