1-4. Serialization과 GC | UE5 GC Deep Dive

SECTION 01

Archive 시스템 개요

FArchive를 통한 직렬화의 기본 원리와 GC 관련 아카이브

FArchive의 역할

FArchive는 UE의 직렬화/역직렬화 추상 클래스입니다. GC와 관련된 특수 아카이브인 FArchiveUObject는 UObject 참조를 직렬화할 때 GC가 이 참조를 추적할 수 있도록 보장합니다.

                    C++
                    // FArchive 기본 사용
void UMyObject::Serialize(FArchive& Ar)
{
    Super::Serialize(Ar);

    // UPROPERTY가 아닌 데이터의 수동 직렬화
    Ar << CustomData;

    // UObject 참조 직렬화 (GC 참조 자동 등록)
    Ar << ReferencedObject;
}

// GC 관련 주요 아카이브 타입
FArchiveUObject          // UObject 참조 직렬화 기본
FReferenceCollectorArchive // GC 참조 수집 전용
FArchiveSaveTaggedProperties // 태그된 프로퍼티만 저장
FArchiveCountMem          // 메모리 사용량 계산
                

직렬화와 GC 참조의 관계

직렬화 과정에서 UObject 참조를 operator<<로 처리하면, FArchiveUObject가 해당 참조를 인식하여 로드 시 올바른 객체로 연결합니다. 이는 GC의 참조 그래프와는 별개이지만, 역직렬화 시 GC 참조를 올바르게 복원하는 데 필수적입니다.

SECTION 02

UPROPERTY 직렬화 플래그

프로퍼티 지정자가 직렬화와 GC에 미치는 영향

직렬화 관련 UPROPERTY 지정자

지정자	직렬화	GC 추적	설명
`UPROPERTY()`	자동	추적됨	기본 - 저장 및 GC 모두 활성
`Transient`	제외	추적됨	저장 안 됨, GC는 정상 추적
`DuplicateTransient`	자동	추적됨	복제 시에만 제외
`NonTransactional`	자동	추적됨	Undo/Redo 트랜잭션 제외
`SaveGame`	세이브 포함	추적됨	세이브 게임 직렬화에 포함
`SkipSerialization`	완전 제외	추적됨	모든 직렬화에서 제외

핵심: 직렬화와 GC는 독립적

Transient이나 SkipSerialization은 직렬화만 제외할 뿐, GC 참조 추적은 여전히 활성입니다. UPROPERTY()로 선언한 UObject* 참조는 어떤 직렬화 플래그를 사용하든 GC가 추적합니다. 반대로 UPROPERTY가 없으면 직렬화도 GC 추적도 되지 않습니다.

                    C++
                    UCLASS()
class UGameState : public UObject
{
    GENERATED_BODY()

    // 저장 + GC 추적
    UPROPERTY(SaveGame)
    int32 PlayerLevel;

    // GC 추적만, 저장 안 됨
    UPROPERTY(Transient)
    UTexture2D* CachedTexture;

    // 저장 + GC 추적 (세이브에도 포함)
    UPROPERTY(SaveGame)
    TArray<UItem*> Inventory;
};
                

SECTION 03

SaveGame 직렬화와 GC

세이브 게임 시스템에서 UObject 참조를 안전하게 관리하는 방법

USaveGame과 객체 참조

USaveGame 클래스는 게임 상태를 디스크에 저장합니다. 그러나 UObject 참조를 직접 저장할 수는 없습니다 - 객체 포인터는 세션 간 유효하지 않기 때문입니다.

                    C++
                    UCLASS()
class UMySaveGame : public USaveGame
{
    GENERATED_BODY()

    // 올바른 방법: 값 데이터 저장
    UPROPERTY(SaveGame)
    int32 Score;

    // 올바른 방법: 소프트 참조로 에셋 경로 저장
    UPROPERTY(SaveGame)
    TSoftObjectPtr<UStaticMesh> EquippedMesh;

    // 올바른 방법: 구조체로 데이터 저장
    UPROPERTY(SaveGame)
    TArray<FItemSaveData> SavedItems;

    // 잘못된 방법: UObject* 직접 저장
    // UPROPERTY(SaveGame)
    // UItem* EquippedItem;  // 로드 시 댕글링!
};

// 세이브/로드 사용법
UMySaveGame* SaveObj = NewObject<UMySaveGame>();
SaveObj->Score = CurrentScore;
UGameplayStatics::SaveGameToSlot(SaveObj, "Slot1", 0);

// SaveObj는 이후 GC 대상 (참조 유지 필요 시 UPROPERTY에 저장)
                

TSoftObjectPtr의 GC 특성

TSoftObjectPtr은 약한 참조이므로 대상 에셋이 GC될 수 있습니다. 실제 사용 전에 LoadSynchronous()나 비동기 로드로 에셋을 로드해야 합니다. 로드된 에셋을 유지하려면 별도의 강한 참조(UPROPERTY UObject*)가 필요합니다.

SECTION 04

패키지 로딩과 GC 상호작용

에셋 로딩/언로딩 시 GC 동작과 참조 해결

패키지 로드 시 GC 고려사항

에셋 패키지가 로드되면 내부의 모든 UObject가 생성되고 GUObjectArray에 등록됩니다. 역직렬화 과정에서 FObjectImport를 통해 외부 참조가 해결되며, 이 참조들이 GC 그래프에 반영됩니다.

                    로딩 흐름
                    // 패키지 로드 시 GC 관련 흐름
LoadPackage()
  ├── CreateExport()          // UObject 인스턴스 생성
  │    └── NewObject()        // GUObjectArray 등록
  ├── Serialize()             // 프로퍼티 역직렬화
  │    └── ResolveImport()    // 외부 참조 해결
  ├── PostLoad()              // 로드 후 초기화
  └── ConditionalPostLoad()   // 조건부 후처리

// 패키지 언로드 시
UnloadPackage()
  ├── 내부 객체들의 참조 해제
  ├── MarkAsGarbage()         // 가비지 마킹
  └── 다음 GC 사이클에서 실제 수집

// 강제 GC와 패키지 언로드
CollectGarbage(GARBAGE_COLLECTION_KEEPFLAGS);
// 또는
GEngine->ForceGarbageCollection(true);
                

Soft/Lazy 참조와 패키지 로딩

FSoftObjectPath와 TSoftObjectPtr는 에셋 경로만 저장하므로 대상 패키지를 즉시 로드하지 않습니다. 이는 GC에도 영향을 미치지 않아 메모리 효율적인 에셋 관리가 가능합니다. 실제 사용 시점에 비동기 로드를 요청하는 것이 권장 패턴입니다.

SUMMARY

핵심 요약

이 강의에서 배운 내용

FArchive 시스템은 직렬화와 GC 참조를 모두 관리하며, FArchiveUObject가 UObject 참조를 특별 처리합니다
Transient, SkipSerialization 등의 플래그는 직렬화만 제어하며, GC 추적에는 영향을 미치지 않습니다
SaveGame에서 UObject 포인터를 직접 저장하면 안 되며, TSoftObjectPtr나 구조체 데이터로 변환해야 합니다
패키지 로드 시 역직렬화를 통해 GC 참조 그래프가 올바르게 복원됩니다
TSoftObjectPtr는 약한 참조이므로 대상이 GC될 수 있으며, 사용 전 명시적 로드가 필요합니다

PRACTICE

도전 과제

배운 내용을 직접 실습해보세요

실습 1: 직렬화 플래그와 GC 상호작용 실험

UPROPERTY에 Transient, DuplicateTransient, SaveGame 플래그를 각각 적용한 프로퍼티들이 포함된 UObject를 만들고, FArchive를 통해 직렬화할 때 어떤 프로퍼티가 포함되는지 확인하세요.

실습 2: SaveGame 직렬화와 참조 보존

TSoftObjectPtr과 하드 레퍼런스(UPROPERTY UObject*)를 모두 포함한 SaveGame 데이터 클래스를 만들고, FMemoryWriter/FMemoryReader로 저장/로드 사이클을 구현하여 GC 후 참조 유효성을 테스트하세요.

심화 과제: 커스텀 FArchive로 참조 추적

FArchiveUObject를 상속받아 직렬화 과정에서 발견되는 모든 UObject 참조를 수집하는 커스텀 아카이브를 구현하세요. 이를 통해 특정 객체의 직렬화 참조 그래프를 생성하고 GC 참조 추적과 비교하세요.