5-3. Level Streaming과 GC | UE5 GC Deep Dive

SECTION 01

레벨 언로드와 GC

서브레벨이 언로드될 때 GC가 동작하는 과정

레벨 언로드 시 GC 흐름

                    흐름
                    UnloadStreamingLevel(SubLevel)
│
├── SubLevel의 모든 Actor에 Destroy() 호출
│   └── 각 Actor: MarkAsGarbage()
│
├── SubLevel의 ULevelStreaming 상태 변경
│   └── Unloaded 상태로 전환
│
├── 기본적으로 즉시 GC 실행
│   └── CollectGarbage(GARBAGE_COLLECTION_KEEPFLAGS)
│
└── 결과:
    ├── 언로드된 레벨의 Actor들 메모리 해제
    ├── 해당 레벨 전용 에셋들도 참조 없으면 GC
    └── 이 과정에서 GC 히치 발생 가능!
                

레벨 언로드 GC 히치

서브레벨 언로드 직후의 GC는 Full GC로 실행될 수 있으며, 수천 개의 Actor와 에셋을 한 번에 처리하므로 심각한 히치를 유발합니다. 특히 오픈월드에서 빈번한 레벨 스트리밍 시 이 문제가 두드러집니다.

SECTION 02

GC 타이밍 제어 전략

레벨 스트리밍과 GC 실행을 분리하는 기법

지연 GC 전략

                    C++
                    // 전략 1: 레벨 언로드 시 GC 지연
// 언로드 전에 GC를 지연시키고, 안전한 시점에 수동 실행
GEngine->DelayGarbageCollection();
UnloadStreamLevel(SubLevelName);
// ... 로딩 스크린이나 안전한 시점에서 ...
CollectGarbage(GARBAGE_COLLECTION_KEEPFLAGS);

// 전략 2: Incremental하게 처리
// gc.TimeLimitSeconds를 설정하면 레벨 언로드 후
// GC가 여러 프레임에 분산됨

// 전략 3: 로딩 스크린 중 GC
void UMyGameInstance::OnLevelTransition()
{
    // 로딩 스크린 표시
    ShowLoadingScreen();

    // 이전 레벨 언로드
    UnloadCurrentLevel();

    // 로딩 스크린 중 Full GC (히치 무관)
    CollectGarbage(GARBAGE_COLLECTION_KEEPFLAGS, true);

    // 새 레벨 로드
    LoadNewLevel();

    HideLoadingScreen();
}
                

SECTION 03

World Partition과 GC

UE5 World Partition 시스템에서의 GC 고려사항

World Partition의 GC 특성

UE5의 World Partition은 레벨을 셀(Cell) 단위로 자동 분할하고 스트리밍합니다. 전통적인 서브레벨보다 더 세분화된 스트리밍이 가능하며, GC 동작도 달라집니다.

                    World Partition GC 특성
                    // World Partition 셀 언로드 시
1. 셀 내 Actor들이 비활성화/파괴
2. 작은 단위(셀)로 언로드되므로 GC 부하 분산
3. Data Layer별 독립적 스트리밍 가능

// 관련 설정
[/Script/Engine.WorldPartition]
RuntimeHashClass=RuntimeSpatialHash
bEnableStreaming=True
LoadingRange=25600  // 로딩 범위 (cm)

// GC 최적화 포인트:
// - 셀 크기를 적절히 설정 (너무 작으면 빈번한 스트리밍)
// - HLOD를 활용하여 원거리 객체 수 감소
// - One File Per Actor로 세분화된 로딩
                

World Partition에서의 GC 팁

World Partition은 셀 단위 스트리밍으로 GC 부하가 자연스럽게 분산됩니다. 그러나 플레이어가 빠르게 이동하면 많은 셀이 동시에 언로드되어 GC 스파이크가 발생할 수 있습니다. 이동 속도에 맞춰 LoadingRange를 조정하세요.

SECTION 04

에셋 참조와 레벨 GC

레벨 간 에셋 참조가 GC에 미치는 영향

크로스 레벨 참조 문제

                    문제 상황
                    // 문제: 서브레벨 B가 서브레벨 A의 에셋을 참조
SubLevel_A: SM_LargeBuilding (100MB)
SubLevel_B: Actor가 SM_LargeBuilding을 참조

// SubLevel_A를 언로드해도
// SubLevel_B의 참조로 SM_LargeBuilding이 GC되지 않음!
// → 100MB가 메모리에 잔류

// 해결 방법:
1. TSoftObjectPtr 사용
   → 약한 참조이므로 에셋 GC 가능

2. 공유 에셋 레벨 분리
   → SharedAssets 레벨에 공통 에셋 배치

3. 에셋 매니저 활용
   → Primary Asset으로 명시적 로드/언로드
                

SUMMARY

핵심 요약

이 강의에서 배운 내용

레벨 언로드 직후의 Full GC는 심각한 히치를 유발할 수 있습니다
DelayGarbageCollection()과 로딩 스크린을 활용하여 GC 타이밍을 제어합니다
World Partition은 셀 단위 스트리밍으로 GC 부하를 자연스럽게 분산합니다
크로스 레벨 에셋 참조는 언로드 후에도 메모리 잔류를 유발하므로 TSoftObjectPtr를 활용합니다
오픈월드에서는 LoadingRange와 셀 크기를 적절히 조정하여 GC 스파이크를 방지합니다

PRACTICE

도전 과제

배운 내용을 직접 실습해보세요

실습 1: 레벨 스트리밍과 GC 상호작용 관찰

World Partition 또는 Level Streaming Volume으로 서브레벨을 로드/언로드하면서 stat gc와 stat memory의 변화를 관찰하세요. 레벨 언로드 후 GC가 완료되기까지의 시간과 해제되는 메모리를 측정하세요.

실습 2: FlushLevelStreaming과 GC 타이밍 제어

UGameplayStatics::FlushLevelStreaming()과 ForceGarbageCollection()의 조합으로 레벨 전환 시 메모리를 완전히 정리하는 패턴을 구현하세요. 로딩 화면 중에 GC를 집중 실행하여 게임플레이 중 히치를 방지하세요.

심화 과제: 대규모 오픈월드 GC 최적화 전략

World Partition 기반 오픈월드에서 셀 로드/언로드에 따른 GC 부하를 최적화하세요. 프리로딩, 에셋 클러스터링, 점진적 언로드, GC 타이밍 조절을 조합하여 심리스 스트리밍 환경에서 히치 없는 GC를 구현하세요.