[TIL 프로젝트] 8일차 - Garbage Collection (GC)와 메모리 관리

1. Garbage Collection(GC)이란?

GC는 더 이상 사용되지 않는 메모리를 자동으로 회수해주는 기능
C#, Java 같은 관리형 언어 에서 제공됨

기본 개념
- 힙(Heap) 영역에 할당된 객체 중 더 이상 참조되지 않는 객체를 찾아서 메모리를 회수함
- 수동 해제가 필요 없는 대신, GC 타이밍에 따라 성능 저하 발생 가능

2. GC 동작 방식 (C# 기준)

Mark and Sweep 방식
1. Mark : 루트(Root) 객체에서 시작해 참조 가능한 객체를 모두 “살아있다”고 표시
2. Sweep : 표시되지 않은 객체는 메모리에서 제거

세대별 관리(Generational GC)
- Generation 0 : 새로 생성된 객체 (빠르게 수거)
- Generation 1 : 조금 오래된 객체
- Generation 2 : 오래 살아남은 객체 (GC 대상에서 제외되기 쉬움)
-> 대부분의 GC는 Gen 0 대상이 많고, Gen 2는 잘 안 지워짐

GC Alloc

매 프레임마다 힙 메모리를 할당하는 코드가 있을 경우, GC가 자주 발생하면서 성능 저하 유발
GC가 실행되는 순간 Stop-the-world(잠깐의 멈춤)이 발생


GC 발생 예시

void Update() {
    string msg = "Score: " + score; // 매 프레임마다 새 string 생성 → GC Alloc
}

Unity에서 자주 발생하는 GC 원인

1. string 연결 : 문자열은 불변(immutable) 객체라 새로 만들어짐
2. List<T>.Add() : 내부 배열이 넘치면 새로운 배열 생성
3. foreach : IEnumerator 박싱 발생 가능
4. LINQ 사용 : 무조건 힙 할당 발생
5. 이벤트 핸들러에 람다 등록 후 해제 안함 : 메모리 누수 위험

4. GC 최소화 전략

(1) 객체 풀링 (Object Pooling)

- 자주 생성/제거되는 객체는 풀로 관리
- 예 : 총알, 이펙트, UI 토스트 등
Unity에서는 UnityEngine.Pool.ObjectPool<T> 사용 가능

(2) 구조체 사용 및 값 타입 활용

- 클래스 대신 struct 사용 (힙 할당 피함)
- 단, 구조체는 복사 비용 있으니 신중하게 사용

(3) StringBuilder 활용

(4) NativeArray, Job System 사용

- Unity DOTS 환경에서는 GC 없는 데이터 구조 사용 가능
- NativeArray, NativeList 등은 GC 발생 없이 작업 가능

5. Unity에서 GC 모니터링 팁

- Profiler -> Memory -> GC Alloc 확인
- Deep Profiling 을 켜면 어떤 코드에서 GC가 발생했는지 추적 가능
- Profiler.BeginSample("Tag")으로 수동 태깅 가능