언리얼 C++ 오브젝트 시스템 소개

 

1. 게임 프로그래밍과 성능 및 유지보수의 중요성

게임 개발에서는 사용자에게 쾌적한 경험을 제공하기 위해 최대 성능을 뽑아내야 합니다.
하지만 게임의 규모가 커질수록 개발자는 복잡한 기능을 안정적으로 관리해야 하며, 이는 유지보수성을 고려한 설계가 필요하다는 것을 의미합니다.

이를 해결하기 위해 프로그래밍 언어들은 다양한 접근 방식을 취해 왔습니다.

Native C++ 언어

• 성능 중시: 안정성보다는 속도를 최우선으로 고려
• 메모리 직접 제어: 캐시 활용 극대화
• 저수준 API 직접 호출: 불필요한 복사 작업 최소화

하이레벨 OOP 언어 (C#, Java 등)

• 안정성 중시: 유지보수 용이성 강화
• 자동 메모리 관리: 가비지 컬렉션을 통한 메모리 누수 방지
• 크래시 방지: 일반적인 실수를 줄이는 설계 제공

2. 모던 객체 지향 설계와 SOLID 원칙

게임 개발이 대형화됨에 따라 유지보수성과 확장성을 고려한 **모던 객체 지향 설계(SOLID 원칙)**가 필요해졌습니다. 특히, 후발 객체 지향 언어(C#, Java 등)는 다음과 같은 기능을 제공하여 유지보수성을 높였습니다.

• 인터페이스: 추상 클래스를 통한 객체 설계 틀 제공
• 리플렉션: 런타임에서 객체의 구조를 파악하고 메타데이터 부여 가능
• 델리게이트: 이벤트를 여러 객체에 효과적으로 전달

3. 언리얼 C++의 오브젝트 시스템

언리얼 엔진은 기존 C++을 확장하여 언리얼 오브젝트(UObject) 시스템을 제공하며, 일반적인 C++ 객체와 구별하기 위해 특정한 접두사를 사용합니다.

• 일반 C++ 객체: 접두사 F (예: FVector, FString) → 빠른 기능 구현
• 언리얼 오브젝트(UObject): 접두사 U (예: UObject, UActorComponent) → 복잡한 설계와 컨텐츠 개발

UCLASS 매크로와 객체 생성 방법

언리얼 오브젝트는 매크로 기반 시스템을 활용하여 다양한 기능을 제공합니다.

UCLASS()
class MYPROJECT_API UMyObject : public UObject
{
    GENERATED_BODY()
};

객체 생성 방법

• NewObject<class>() : 자동 생성된 이름으로 새 인스턴스를 생성 (자주 사용됨)
• NewNamedObject<class>() : 특정 이름으로 인스턴스를 생성 (이름 충돌 시 어서트 발생)
• ConstructObject<class>() : 다양한 생성 옵션 제공 (유연성이 필요할 때 사용)
• new : 일반적인 C++ 방식으로 오브젝트 생성 (특정 환경에서 사용)

4. 언리얼 오브젝트의 주요 기능

언리얼 오브젝트는 단순한 C++ 클래스를 넘어서 여러 가지 유용한 기능을 제공합니다.

✅ 가비지 컬렉션 (Garbage Collection)

• UObject 기반 클래스는 자동 메모리 관리
• 명시적인 삭제 없이 메모리 누수 방지

✅ 리플렉션 (Reflection)

• 런타임에 클래스 정보를 참조 가능
• 객체를 동적으로 관리 가능

✅ 시리얼라이제이션 (Serialization)

• 객체 데이터를 바이트 스트림으로 저장 및 전송 가능
• 저장 및 로드 시스템에서 활용

✅ 자동 프로퍼티 초기화

• UProperty 매크로를 활용한 변수 선언 시 초기화 자동화 가능

✅ 델리게이트 (Delegate)

• 이벤트 기반 프로그래밍 지원
• 객체 간의 결합도를 낮춰 유연한 설계 가능

✅ 향상된 구조체 및 열거형

• USTRUCT() 및 UENUM()을 사용하여 리플렉션이 가능한 데이터 구조 지원

✅ 네트워크 리플리케이션 (Replication)

• 멀티플레이어 환경에서 네트워크 동기화 지원

5. 언리얼 헤더 툴 (Unreal Header Tool)

언리얼 엔진은 UCLASS, USTRUCT, UENUM 등의 매크로를 사용하여 헤더 파일에서 추가적인 코드 생성을 자동화합니다.

#pragma once
#include "Object.h"
#include "MyObject.generated.h"

UCLASS()
class MYPROJECT_API UMyObject : public UObject
{
    GENERATED_BODY()
};

이러한 매크로 기반의 빌드 시스템 덕분에 개발자는 복잡한 객체 시스템을 쉽게 관리할 수 있습니다.

6. 결론

• 게임 개발이 대형화되면서 성능과 유지보수 두 가지 요소가 모두 중요해졌습니다.
• 언리얼 엔진은 C++을 확장한 언리얼 오브젝트 시스템을 제공하여 이러한 요구사항을 충족합니다.
• 지정된 매크로(UCLASS, USTRUCT, UENUM 등)를 활용하면 가비지 컬렉션, 리플렉션, 네트워크 리플리케이션 등 다양한 기능을 자동화할 수 있습니다.
• 언리얼 오브젝트를 활용하면 대규모 게임을 보다 안정적으로 개발 및 유지보수할 수 있습니다.

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