가비지 컬렉션(GC, Garbage Collection)은 프로그래밍에서 사용이 끝난 메모리를 자동으로 회수하는 기능을 의미합니다. Unity는 .NET의 GC 시스템을 기반으로 메모리를 관리하며, GC가 실행되면 일시적인 성능 저하(프레임 드랍, CPU 스파이크 등) 가 발생할 수 있다.
1. 가비지 컬렉션의 기본 개념
C#에서는 스택(Stack)과 힙(Heap) 두 가지 메모리 영역을 사용합니다.
new 키워드로 생성된 객체는 힙(Heap) 메모리에 할당되며, 더 이상 참조되지 않으면 GC가 이를 정리한다.
가비지 컬렉션의 동작 과정_
가비지 컬렉션은 더 이상 참조되지 않는 객체(사용하지 않는 메모리)를 탐색하고 해제하는 방식으로 동작한다.
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루트(Root) 객체 탐색
여전히 사용 중인 객체들을 찾는다.
참조가 없는 객체를 "가비지(불필요한 데이터)"로 간주한다.
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가비지 객체 삭제
참조가 끊어진 객체를 삭제하여 메모리를 회수한다다.
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메모리 단편화 정리(Compaction, 압축)
메모리가 조각나지 않도록 정리하여 공간을 최적화한다.
2. 유니티에서 가비지 컬렉션의 문제점
유니티에서는 가비지 컬렉션이 실행될 때 일시적으로 게임이 멈추는 현상(GC Spike) 이 발생할 수 있다.
가비지 컬렉션의 실행 조건_
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힙(Heap) 메모리가 부족할 때
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일정한 할당 임계값을 초과할 때
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강제로 가비지 컬렉션을 실행 시 ( GC.Collect() )
하지만, 가비지 컬렉션은 동기적으로 실행되므로 가능하면 강제 실행을 피하는 것이 좋다.
3. 가비지 컬렉션의 문제를 줄이는 방법
- new 키워드 사용 최소화
void Update()
{
Vector3 pos = new Vector3(0, 0, 0); // 매 프레임마다 객체 생성 (GC 부담 증가)
}
해결 방법
private Vector3 pos = new Vector3(0, 0, 0);
void Update()
{
pos.Set(0, 0, 0); // 기존 객체 재사용
}- string 대신 StringBuilder 사용
string message = "Score: " + score.ToString(); // GC 부담 증가해결 방법
StringBuilder sb = new StringBuilder();
sb.Append("Score: ").Append(score);
- 오브젝트 풀링(Object Pooling) 사용
자주 생성/삭제되는 객체(총알, 이펙트 등)는 오브젝트 풀링 기법을 사용하여 메모리 할당을 줄인다.
Queue<GameObject> pool = new Queue<GameObject>();
GameObject GetObject()
{
if (pool.Count > 0)
{
GameObject obj = pool.Dequeue();
obj.SetActive(true);
return obj;
}
return Instantiate(prefab);
}
void ReturnObject(GameObject obj)
{
obj.SetActive(false);
pool.Enqueue(obj);
}- 메모리 풀링(Memory Pooling) 사용
메모리 풀링은 Heap 메모리를 할당하는 대신, 미리 확보한 메모리 블록을 재사용하는 방식이다.
주로 배열, 버퍼, 구조체 같은 데이터를 관리할 때 사용된다.
메모리 단편화를 해결하는 방법중 하나이다.
C#에서 ArrayPool 같은 기능이 메모리 풀링을 구현하는 대표적인 방식이다.
using System.Buffers;
int[] array = ArrayPool<int>.Shared.Rent(100); // 메모리 대여
// 배열 사용...
ArrayPool<int>.Shared.Return(array); // 메모리 반환 (GC 부담 감소)- Incremental GC(증분 가비지 컬렉션)
유니티 2019 버전이후 추가된 기능이다.
한 번에 모든 GC 작업을 수행하는 것이 아니라, 여러 프레임에 걸쳐 조금씩 실행하여 성능을 개선한다.
활성화 방법:
Edit → Project Settings → Player → Use Incremental GC 활성화
