Unity Object Pooling 심화

개요

오브젝트 풀링은 GameObject의 반복적인 Instantiate/Destroy 비용을 제거하는 가장 기본적인 최적화 기법입니다. Unity 2021부터는 UnityEngine.Pool.ObjectPool<T>가 내장되어 별도 구현 없이 바로 사용할 수 있습니다.

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1. 내장 ObjectPool 기본 사용

using UnityEngine;
using UnityEngine.Pool;

public class BulletPool : MonoBehaviour
{
    [SerializeField] private Bullet bulletPrefab;
    [SerializeField] private int defaultCapacity = 20;
    [SerializeField] private int maxSize = 100;

    private IObjectPool<Bullet> _pool;

    void Awake()
    {
        _pool = new ObjectPool<Bullet>(
            createFunc:    CreateBullet,
            actionOnGet:   OnGetFromPool,
            actionOnRelease: OnReleaseToPool,
            actionOnDestroy: OnDestroyPoolObject,
            collectionCheck: true,   // 중복 반환 감지 (개발 시 true)
            defaultCapacity: defaultCapacity,
            maxSize: maxSize
        );
    }

    private Bullet CreateBullet()
    {
        var bullet = Instantiate(bulletPrefab);
        bullet.Pool = _pool; // 총알이 스스로 반환할 수 있도록 참조 전달
        return bullet;
    }

    private void OnGetFromPool(Bullet bullet) => bullet.gameObject.SetActive(true);
    private void OnReleaseToPool(Bullet bullet) => bullet.gameObject.SetActive(false);
    private void OnDestroyPoolObject(Bullet bullet) => Destroy(bullet.gameObject);

    public Bullet Get() => _pool.Get();
}

public class Bullet : MonoBehaviour
{
    public IObjectPool<Bullet> Pool { get; set; }
    [SerializeField] private float lifetime = 3f;

    void OnEnable()
    {
        CancelInvoke();
        Invoke(nameof(ReturnToPool), lifetime);
    }

    private void ReturnToPool() => Pool?.Release(this);
}

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2. 풀 워밍업 (Prewarm)

레벨 시작 시 풀을 미리 채워두면 첫 번째 스파이크를 제거할 수 있습니다.

public class PoolPrewarmer : MonoBehaviour
{
    [SerializeField] private BulletPool bulletPool;
    [SerializeField] private int prewarmCount = 20;

    IEnumerator Start()
    {
        // 프레임 분산: 한 프레임에 몰아서 생성하면 히치 발생
        var list = new List<Bullet>(prewarmCount);
        for (int i = 0; i < prewarmCount; i++)
        {
            list.Add(bulletPool.Get());
            if (i % 5 == 0) yield return null; // 5개마다 프레임 양보
        }
        // 전부 반환
        foreach (var b in list) b.Pool.Release(b);
    }
}

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3. 제네릭 풀 매니저

여러 프리팹 타입을 하나의 매니저로 관리하는 패턴입니다.

using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using UnityEngine.Pool;

public class PoolManager : MonoBehaviour
{
    public static PoolManager Instance { get; private set; }

    private readonly Dictionary<GameObject, ObjectPool<GameObject>> _pools = new();

    void Awake()
    {
        if (Instance != null) { Destroy(gameObject); return; }
        Instance = this;
        DontDestroyOnLoad(gameObject);
    }

    private ObjectPool<GameObject> GetOrCreatePool(GameObject prefab)
    {
        if (!_pools.TryGetValue(prefab, out var pool))
        {
            pool = new ObjectPool<GameObject>(
                createFunc:      () => Instantiate(prefab),
                actionOnGet:     obj => obj.SetActive(true),
                actionOnRelease: obj => obj.SetActive(false),
                actionOnDestroy: Destroy,
                defaultCapacity: 10,
                maxSize: 200
            );
            _pools[prefab] = pool;
        }
        return pool;
    }

    public GameObject Get(GameObject prefab) => GetOrCreatePool(prefab).Get();

    public void Release(GameObject prefab, GameObject instance)
        => GetOrCreatePool(prefab).Release(instance);
}

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4. LinkedPool — 스택 기반 경량 풀

LinkedPool<T>는 ObjectPool<T>보다 메모리 오버헤드가 적은 연결 리스트 기반 풀입니다. 풀 크기를 동적으로 늘려야 하는 경우에 적합합니다.

// LinkedPool은 maxSize 초과 시 오브젝트를 파괴하지 않고 계속 보유
var linkedPool = new LinkedPool<Bullet>(
    createFunc:      () => Instantiate(bulletPrefab).GetComponent<Bullet>(),
    actionOnGet:     b => b.gameObject.SetActive(true),
    actionOnRelease: b => b.gameObject.SetActive(false),
    actionOnDestroy: b => Destroy(b.gameObject)
);

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5. 풀 크기 동적 조정

실제 게임에서는 부하가 예측 불가능합니다. 풀 사용량을 모니터링하고 동적으로 확장하는 로직을 추가합니다.

public class AdaptivePool<T> where T : Component
{
    private readonly ObjectPool<T> _pool;
    private int _peakCount = 0;
    private int _currentCount = 0;

    public int PeakCount => _peakCount;

    public AdaptivePool(System.Func<T> factory, int initial = 10, int max = 500)
    {
        _pool = new ObjectPool<T>(
            factory,
            actionOnGet:     _ => _currentCount++,
            actionOnRelease: _ => _currentCount--,
            maxSize: max,
            defaultCapacity: initial
        );
    }

    public T Get()
    {
        var obj = _pool.Get();
        _peakCount = Mathf.Max(_peakCount, _currentCount);
        return obj;
    }

    public void Release(T obj) => _pool.Release(obj);
}

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6. 성능 비교

방식	Instantiate 비용	GC 압력	코드 복잡도
매번 Instantiate	높음	높음 (Destroy)	낮음
ObjectPool	없음 (재사용)	낮음	보통
LinkedPool	없음	매우 낮음	보통
커스텀 배열 풀	없음	없음	높음

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요약

• Unity 내장 ObjectPool<T>은 collectionCheck: true로 개발 중 중복 반환 버그를 조기에 발견한다.
• 레벨 로드 시 Prewarm을 프레임 분산하여 실행하면 로딩 직후 히치를 방지할 수 있다.
• 여러 프리팹을 관리할 때는 Dictionary<GameObject, ObjectPool<GameObject>> 패턴을 사용한다.
• 반환된 오브젝트의 상태(위치, 속도, 이벤트 구독 등)를 OnGetFromPool에서 반드시 초기화해야 한다.