언리얼 오브젝트 관리 1 - 직렬화 (Serialization)

언리얼 엔진이 제공하는 직렬화 기능을 이해하고 언리얼 오브젝트를 직렬화하고 이를 저장하고 불러들이는 방법에 대해 정리하고자 합니다.

 

직렬화(Serialization)란?

- 오브젝트나 연결된 오브젝트의 묶음(오브젝트 그래프)을 바이트 스트림으로 변환하는 과정입니다.

     - 복잡한 데이터를 일렬로 세우기 때문에 직렬화라고 합니다.

- 거꾸로 복구시키는 과정도 포함해서 의미합니다.

     - 시리얼라이제이션(Serialization) : 오브젝트 그래프에서 바이트 스트림으로

     - 디시리얼라이제이션(Deserialization) : 바이트 스트림에서 오브젝트 그래프로 

- 직렬화가 가지는 장점

     - 현재 프로그램의 상태를 저장하고 필요한 때 복원할 수 있다. ( 게임의 저장 )

     - 현재 객체의 정보를 클립보드에 복사해서 다른 프로그램에 전송할 수 있다.

     - 네트워크를 통해 현재 프로그램의 상태를 다른 컴퓨터에 복원할 수 있다. ( 멀티플레이어 게임 )

     - 데이터 압축, 암호화를 통해 데이터를 효율적이고 안전하게 보관할 수도 있습니다. 

 

오브젝트 그래프 < ( Byte Stream ) > 오브젝트 그래프

 

직렬화 구현시 고려할 점

- 이러한 직렬화를 직접 구현할 경우 다양한 상황을 고려해야 합니다. 

     - 데이터 레이아웃 : 오브젝트가 소유한 다양한 데이터를 변환할 것인가? 

     - 이식성 : 서로 다른 시스템에 전송해도 이식될 수 있는가?

     - 버전 관리 : 새로운 기능이 추가될 때 이를 어떻게 확장하고 처리할 것인가?

     - 성능 : 네트워크 비용을 줄이기 위해 어떤 데이터 형식을 사용할 것인가?

     - 보안 : 데이터를 어떻게 안전하게 보호할 것인가?

     - 에러 처리 : 전송 과정에서 문제가 발생할 경우 이를 어떻게 인식하고 처리할 것인가? 

 

* 이러한 상황을 모두 감안해 직렬화 모델을 만드는 것은 쉬운 일이 아닙니다.

 

언리얼 엔진의 직렬화 시스템

- 언리얼 엔진은 이러한 상황을 모두 고려한 직렬화 시스템을 자체적으로 제공하고 있습니다.

- 직렬화 시스템을 위해 제공하는 클래스 FArchive 와 연산자

     - 아카이브 클래스 (FArchive)

     - Shift(<<)operator

- 다양한 아카이브 클래스의 제공

     - 메모리 아카이브 (FMemoryReader, FMemoryWriter)

     - 파일 아카이브 (FArchiveFileReaderGeneric, FArchiveFileWriterGeneric)

     - 기타 언리얼 오브젝트와 관련된 아카이브 클래스 (FArchiveUObject)

- Json 직렬화 기능 : 별도의 라이브러리를 통해 제공하고 있습니다.

 

플레이 버튼을 누르면  실행하는 Init 함수 안에서 직렬화 기능을 이용해보겠습니다. 

 

 

 

 

 

이 데이터들은 프로젝트의 Saved 폴더 안에 안전하게 저장되어 있는 걸 확인할 수 있습니다. 

 

Json 직렬화 

- Json (JavaScript Object Notation)의 약자

- 웹 환경에서 서버와 클라이언트 사이에 데이터를 주고받을 때 사용하는 텍스트 기반 데이터 포맷

- Json 장점 

     - 텍스트임에도 데이터 크기가 가벼움 

     - 읽기 편해서 데이터를 보고 이해할 수 있음 

     - 사실 상 웹 통신의 표준으로 널리 사용됨

- Json의 단점

     - 지원하는 타입이 몇 가지 안됨. (문자, 숫자, 불리언, 널, 배열, 오브젝트만 사용 가능)

     - 텍스트 형식으로만 사용할 수 있음 

 

*언리얼 엔진의 Json, JsonUtilities 라이브러리를 사용하면 편리하게 구현할 수 있습니다.

 

Json 데이터 예시

- Json 데이터 유형

     - 오브젝트: {}

          - 오브젝트 내 데이터는 키, 벨류 조합으로 구성됩니다. 예) {"Key : 10}

     - 배열 : []

          - 배열 내 데이터는 벨류로만 구성됩니다. 예) ["value1", "value2", "value3"]

     - 이외 데이터

          - 문자열 ("string"), 숫자 (10 EHsms 3.14) 불리언 (true 또는 false), 널 (null)로 구성

 

언리얼 스마트 포인터 라이브러리 개요

- 일반 C++ 오브젝트의 포인터 문제를 해결해주는 언리얼 엔진의 라이브러리입니다.

- TUniquePtr(유니크포인터) : 지정한 곳에서만 메모리를 관리하는 포인터입니다.

     - 특정 오브젝트에게 명확하게 포인터 해지 권한을 주고 싶은 경우.

     - delete 구문 없이 함수 실행 후 자동으로 소멸시키고 싶을 때 

- TSharedPtr(공유포인터) : 더 이상 사용되지 않으면 자동으로 메모리를 해지하는 포인터

     - 여러 로직에서 할당된 오브젝트가 공해서 사용되는 경우

     - 다른 함수로부터 할당된 오브젝트를 Out으로 받는 경우

     - Null 일 수 있음

- TSharedRef(공유레퍼런스) : 공유 포인터와 동일하지만, 유효한 객체를 항상 보장받는 레퍼런스

     - 여러 로직에서 할당된 오브젝트가 공유해서 사용되는 경우

     - Not Null 을 보장받으며 오브젝트를 편리하게 사용하고 싶은 경우 

 

Student의 정보를 직렬화 저장하기 위해 Serialize 함수를 재정의합니다.

GameInstance 는 Student 의 포인터를 가지며, Student의 정보를 구조체에 담아 직렬화하기 위해 Shift 연산자를 Student 타입에 맞게 지정합니다.

저장, 불러오기를 통해 잘 저장되었는지 확인하는 전역 함수를 만들어둡니다.

코드의 주석을 확인해주세요.

파일 아카이브를 활용해 저장 불러오기를 구현했습니다.

메모리 아카이브를 활용해보겠습니다.

이 과정이 상당히 복잡해 어려웠습니다.. JSON 라이브러리를 사용해 JSON 직렬화를 사용해봤습니다.

프로젝트의 cs 파일에 들어가 모듈을 연동하는 과정이 필요합니다. Json 과 JsonUtilities 를 추가합니다.

Student 의 정보를 txt 로 저장하고, 다시 불러올 수 있도록 구현했습니다. Json의 장점은 역시 외부에서도 수정이 편리하다는 점입니다.

언리얼 엔진 에디터 출력 결과입니다.

언리얼 오브젝트 직렬화 마무리

1. 언리얼 엔진이 제공하는 직렬화 시스템에 대해 이해할 수 있었습니다.

2. FArchive 클래스를 활용한 메모리 아카이브와 파일 아카이브를 활용할 수 있습니다.

3. JsonSerializer를 사용한 JSON형식의 직렬화 기능을 활용할 수 있습니다. 

4. 일반 C++ 객체 관리를 위한 언리얼 스마트 포인터 라이브러리를 활용할 수 있습니다.