유니티 게임이 여전히 한 쓰레드에 막히고 있나요?

출처: Dev.to

유니티 게임이 막히는가? Job 시스템과 Burst 컴파일러로 멀티스레드 파워를 해방하라

소개

게임 개발 분야가 빠르게 진화함에 따라, 단일 스레드 실행의 성능 한계는 큰 병목이 되고 있습니다. 유니티 게임이 프레임 속도가 끊기거나, AI가 느리고, 물리 엔진이 지연되며, 프로シー저럴 생성이 느린 경우, 가장 무거운 연산은 대부분 메인 스레드에 묶여 있는 경우가 많습니다. 기본적인 최적화(예: GetComponent 캐시링)는 중요하지만, 그것은 첫걸음일 뿐입니다. 현대 하드웨어의 잠재력을 진정으로 해방하고 야심찬 동적 세계를 만들려면 유니티의 Job 시스템과 Burst 컴파일러로 업그레이드해야 합니다. 이것은 점진적인 개선이 아니라 패러다임 전환입니다. Burst가 자동으로 제공하는 저수준 SIMD(Single Instruction, Multiple Data) 최적화를 활용해 순차적이고 느린 Update() 루프에서 비용이 많이 드는 계산을 병렬 스레드로 이동하는 것입니다. 2026년 현재, 단일 스레드 로직을 성능Critical 작업에 고수하는 것은 선택이 아니라 게임의 잠재력에 대한 불굴의 죄입니다.

Job 시스템의 핵심 원칙은 여러 스레드에서 독립적으로 실행될 수 있는 작은 원자적 작업 단위를 정의하는 것입니다. IJob 또는 IJobParallelFor 인터페이스와 NativeArray를 결합해 안전하고 고성능의 데이터 전송을 달성합니다.

1. 작업 구조를 정의하세요:

IJobParallelFor 인터페이스를 구현하는 struct 입니다. 이 인터페이스는 병렬로 데이터 컬렉션을 처리해야 하는 경우에 적합합니다. 필수적으로 struct에 [BurstCompile] 특성을 붙여 Burst 컴파일러의 마법을 사용하도록 합니다.

using Unity.Jobs;
using Unity.Collections;
using Unity.Burst;
using UnityEngine;  // For Vector3

[BurstCompile]
public struct MoveEntitiesJob : IJobParallelFor
{
     // Input and output data must be NativeArray types for thread safety
     [ReadOnly] public NativeArray InputPositions;
    public NativeArray OutputPositions;
    public float DeltaTime;
    public float Speed;

     // The Execute method runs for each index in the scheduled range
    public void Execute(int index)
     {
        Vector3 currentPos  = InputPositions[index];
         // Example: Move entities forward along Z- axis
        currentPos.z  += Speed  * DeltaTime; 
        OutputPositions[index]  = currentPos;
     }
}

[BurstCompile] 속성: 이 속성을 통해 Unity가 Burst 컴파일러를 사용해 이 잡을 컴파일하도록 합니다. Burst는 C# 코드를 자동으로 최적화된 머신 코드로 변환하며, 종종 SIMD 인струкции를 활용해 여러 데이터를 동시에 처리합니다.

NativeArray: 이러한 배열은 C# 가비지 컬렉터 밖에서 living(존재)하는 비관리 배열로, 스레드 안전한 데이터 접근과 잡 및 메인 스레드 간 통신에 필수적입니다. [ReadOnly]는 잡이 입력 데이터를 실수로 수정하지 못하도록 보장해 안전성과 최適화를 향상시킵니다.

Execute(int index): 이 메서드는 IJobParallelFor 잡의 핵심 로직입니다. 이 메서드는 처리 중인 컬렉션 내 각 인덱스에 대해 호출됩니다. Job 시스템은 자동으로 이러한 호출을 사용 가능한 스레드 간에 분산시킵니다.

2. 잡 일정 및 완료

MonoBehaviour 또는 관리 스크립트에서 NativeArray 데이터를 준비하고, 잡 인스턴스를 만들고 일정화한 뒤 완료를 기다립니다.

작업 인스턴스를 만들고 속성을 설정합니다.

잡을 일정화합니다. 두 번째 매개변수(64)는 innerloopBatchCount로, Burst가 작업을 배치 처리하도록 도와 최적화를 제공합니다.

using UnityEngine;
using Unity.Jobs;
using Unity.Collections;

public class EntityMover : MonoBehaviour
{
    public int EntityCount  = 10000;
    public float MovementSpeed  = 5f;

    private NativeArray _entityPositions;   // Stores current positions
    private NativeArray _newPositions;      // Stores results from the job
    private JobHandle _jobHandle;
    private bool _jobScheduled = false;

    void Start()
    {
        // Initialize NativeArrays. Always remember to dispose them!
        _entityPositions = new NativeArray(EntityCount, Allocator.Persistent);
        _newPositions = new NativeArray(EntityCount, Allocator.Persistent);

        // Populate initial positions (example)
        for (int i = 0; i < EntityCount; i++)
        {
            _entityPositions[i] = new Vector3(Random.Range(-50f, 50f), 0, Random.Range(-50f, 50f));
        }
    }

    void Update()
    {
        if (!_jobScheduled)
        {
            // Create and configure the job
            var job = new MoveEntitiesJob
            {
                InputPositions = _entityPositions,
                OutputPositions = _newPositions,
                DeltaTime = Time.deltaTime,
                Speed = MovementSpeed
            };

            // Schedule the job. The second parameter (64) is the innerloopBatchCount.
            // It suggests how many iterations Burst should process in a single batch.
            _jobHandle = job.Schedule(EntityCount, 64);
            _jobScheduled = true;
        }
        else if (_jobHandle.IsCompleted)
        {
            // Wait for the job to complete and retrieve results
            _jobHandle.Complete();

            // Copy the results back to the original array for next frame's input
            _newPositions.CopyTo(_entityPositions);

            // Now _entityPositions contains the updated data, which can be used to update actual GameObjects, renderers, etc.

            _jobScheduled = false;  // Ready to schedule again next frame
        }
    }

    void OnDestroy()
    {
        // Always dispose NativeArrays when no longer needed to prevent memory leaks!
        if (_entityPositions.IsCreated) _entityPositions.Dispose();
        if (_newPositions.IsCreated) _newPositions.Dispose();
    }
}

Allocator.Persistent: NativeArray 메모리 관리 방식을 지정합니다. Persistent는 수동으로 해제될 때까지 지속됩니다.

job.Schedule(EntityCount, 64): 이 메서드는 잡을 큐에 넣어 실행하게 합니다. EntityCount는 전체 반복 횟수이며, 64는 innerloopBatchCount로, Job 시스템과 Burst가 작업 배분을 최적화하는 데 도움이 됩니다.

_jobHandle.Complete(): 이는 동기화 지점입니다. 메인 스레드가 잡이 완료될 때까지 기다리게 강제합니다. 최적의 성능을 위해 잡을 가능한 일찍 일정화하고 Complete()을 가능한 늦게 호출하여 메인 스레드가 다른 작업을 동시에 수행할 수 있도록 합니다.

유니티의 Job 시스템과 Burst 컴파일러를 활용하면 기본적인 최적화를 넘어 현대 멀티코어 프로세서의 전체 잠재력을 활용할 수 있습니다. 기존 게임을 단순히 빠르게 하는 것이 아니라, 수백 개의 동적 NPC, 대규모 물리 시뮬레이션, 반응성이 뛰어난 세계, 복잡한 프로シー저럴 요소를 추가하면서 프레임 속도를 희생하지 않습니다.

전통적인 MonoBehaviour 패턴으로의 전환에 두려워하지 마세요. NativeArray와 IJobParallelFor에 뛰어드세요 – 귀하의 게임과 플레이어는 그 잠재력을 해방시켜 감사할 것입니다. 고성능 유니티 개발의 미래는 병렬이며, 지금 바로 참여하십시오.