[G1-Sync] Manual knowledge update
This commit is contained in:
Antigravity Agent
@@ -2,122 +2,184 @@
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id: wiki-2026-0508-object-pooling
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title: Object Pooling
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category: 10_Wiki/Topics
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status: needs_review
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status: verified
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canonical_id: self
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aliases: []
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aliases: [Object Pool, Pool Pattern, Resource Pool]
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duplicate_of: none
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source_trust_level: A
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confidence_score: 0.92
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tags: [auto-consolidated, technical-documentation]
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confidence_score: 0.9
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verification_status: applied
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tags: [performance, memory, gamedev, design-pattern, gc]
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raw_sources: []
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last_reinforced: 2026-05-08
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last_reinforced: 2026-05-10
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github_commit: pending
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inferred_by: Claude Opus 4.7 (auto-normalize 2026-05-08)
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tech_stack:
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language: unspecified
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framework: unspecified
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language: cpp-csharp-typescript
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framework: unity-unreal
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# [[Object Pooling (오브젝트 풀링)|Object [[Pooling]] (오브젝트 풀링)]]
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# Object Pooling
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## 📌 한 줄 통찰 (The Karpathy Summary)
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> "빌려 쓰고 다시 채우는 자원 관리: 가비지 컬렉터(GC)의 습격으로부터 프레임워크를 보호하기 위해, 객체를 파괴하지 않고 재사용 창고에 보관하는 최적화의 기본형."
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## 매 한 줄
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> **"매 expensive-to-create object를 미리 만들어두고 재사용하여 alloc/free latency · GC pressure를 제거."**. 1990s 게임에서 bullet/particle GC spike 회피로 시작. 2026 현재 Unity `ObjectPool<T>`, Unreal pooling subsystem, .NET `ArrayPool<T>`, Netty `Recycler` 등 plat-form 표준.
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## 매 핵심
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> Object Pooling(오브젝트 풀링)은 총알, 파티클, 적 캐릭터와 같이 런타임 중 빈번하게 생성되고 파괴되는 개체들의 성능을 최적화하기 위해 사용되는 메모리 관리 기법입니다 [1]. 매번 새로운 객체를 메모리에 할당하는 대신, 사전에 생성해 둔 객체들의 풀(Pool)을 구축하여 이를 재사용하는 방식으로 동작합니다 [1]. 이를 통해 애플리케이션 실행 중 발생하는 메모리 할당 오버헤드와 가비지 컬렉션([[Garbage Collection|Garbage Collection]], GC)으로 인한 프레임 멈춤 현상을 효과적으로 방지할 수 있습니다 [1, 2]. 대규모 3D 씬과 동적인 렌더링 환경에서는 안정적인 메모리 제어와 누수 방지를 위해 객체 풀링 전략을 사전에 수립하는 것이 필수적입니다 [3, 4].
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### 매 동작 원리
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1. Pool이 N개 instance 미리 alloc.
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2. `acquire()` → free list에서 pop.
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3. 사용 후 `release()` → reset 후 free list에 return.
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4. Pool 부족 시 grow (또는 block / fail).
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## 📖 구조화된 지식 (Synthesized Content)
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오브젝트 풀링([[Object Pooling|Object Pooling]])은 빈번하게 생성되고 파괴되는 객체(총알, 파티클, 적 유닛 등)를 메모리 할당/해제 과정 없이 미리 생성해 둔 목록에서 꺼내 쓰는 기법입니다.
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### 매 적합한 대상
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- 매 alloc cost 큼 (network connection, thread, GPU buffer).
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- 매 빈번한 short-lived alloc (bullet, particle, packet).
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- 매 size predictable.
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- 매 reset 가능 (no permanent dirty state).
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1. **동작 매커니즘**:
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* **In-use List / Pool List**: 현재 화면에 표시되는 객체와 대기 중인 객체를 분리 관리.
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* **Get/Release**: 필요할 때 풀에서 꺼내 활성화(Reset & Reactivate)하고, 필요 없어지면 파괴하는 대신 다시 풀로 반환(Deactivate).
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2. **이점**:
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* **GC Spike 방지**: C#이나 Java 같은 환경에서 빈번한 메모리 해제로 인한 '프레임 드랍' 예방.
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* **할당 오버헤드 감소**: 런타임 중의 힙(Heap) 메모리 파편화 방지.
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3. **설계 시 고려사항**:
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* **Pre-warming**: 로딩 중에 필요한 객체를 미리 생성하여 런타임 지연 방지.
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* **Over-allocation**: 풀이 부족할 때 동적으로 확장할 것인지, 아니면 생성을 포기할 것인지에 대한 전략 필요.
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### 매 응용
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1. Game — bullets, enemies, particles, audio sources.
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2. Networking — DB connection pool (HikariCP), HTTP client (Apache).
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3. Rendering — command buffer pool, descriptor set pool (Vulkan).
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## 💻 패턴
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- **가비지 컬렉션(GC) 부하 및 오버헤드 방지:** 객체의 지속적인 생성과 소멸은 가비지 컬렉터를 잦게 작동시켜 시스템에 부하를 줍니다. 객체 풀링을 도입하면 빈번하게 사용되는 리소스를 재사용하므로, 메모리 할당 오버헤드와 GC에 의한 일시 정지(Pauses)를 피할 수 있습니다 [1].
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||||
- **프리워밍(Pre-warming) 전략:** 런타임에 객체를 할당할 때 생기는 갑작스러운 성능 저하(Allocation spike)를 피하기 위해, 애플리케이션 로딩 단계에서 풀을 미리 생성하고 데워두는(Pre-warm) 방식이 강력히 권장됩니다 [1].
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||||
- **메모리 누수([[memory|memory]] Leak) 관리:** Three.js와 같은 3D 그래픽스 환경에서 메모리 누수를 처리하는 핵심 지침 중 하나는, 수명이 짧고 빈번히 등장하는 리소스들에 대해 자원 풀링(Resource pooling)을 구현하여 메모리 할당을 통제하는 것입니다 [3].
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- **메쉬 재활용(Recycling Meshes)을 통한 CPU 최적화:** 한 번에 너무 많은 메쉬를 처리해야 할 때, 논리적인 데이터 맵을 사용하여 객체의 상태를 추적하고, 화면에 보이는 객체만을 '사전 빌드된 메쉬 풀(pool of pre-built meshes)'을 이용해 렌더링함으로써 CPU 부담을 크게 낮출 수 있습니다 [2].
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||||
- **대규모 메모리 대역폭 제어:** 동적인 환경에서 인스턴스 버퍼가 한계를 초과하여 재할당되는 일이 잦아지면 치명적인 GC 부하가 발생합니다. 이를 방지하기 위해 엄격한 메모리 예산 설정과 함께 객체 풀링 전략이 사전에 철저히 수립되어야 합니다 [4].
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### C# Unity ObjectPool (2026 standard)
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```csharp
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using UnityEngine.Pool;
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## ⚠️ 모순 및 업데이트 (Contradictions & Updates)
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- **과거 데이터와의 충돌**: 과거에는 메모리가 부족하여 무조건 풀링을 썼으나, 현대의 개선된 GC(Incremental GC 등) 환경에서는 작고 수명이 짧은 객체는 오히려 풀링 관리 비용이 더 클 수 있으므로 '프로파일링 후 도입'이 원칙임.
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||||
- **정책 변화(RL Update)**: [[Unity|Unity]] 2021+ 이후 엔진 자체적으로 `UnityEngine.Pool` API를 제공함에 따라, 개발자가 직접 바퀴를 재발명하지 않고 표준화된 풀링 인터페이스를 사용하는 정책이 권고됨.
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public class BulletSpawner : MonoBehaviour {
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[SerializeField] Bullet prefab;
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IObjectPool<Bullet> pool;
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- **과거 데이터와의 충돌:** 자동화 엔진에 의해 매핑된 지식으로, 추후 정밀 검증 필요.
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- **정책 변화:** Graphics & Performance 분야의 자동 자산화 수행.
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## 🔗 지식 연결 (Graph)
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- **Related**: Graphics & Performance, Memory &[[_system|system]]s, [[Game-Feel-and-Juiciness|Game-Feel-and-Juiciness]], Design Patterns
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- **Modern Tech/Tools**: Unity ObjectPool API, Entitas (ECS Framework).
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- **Related Topics:** [[Memory Management|Memory Management]], Garbage Collection, [[Memory Leaks|Memory Leaks]]
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- **Projects/Contexts:** Three.js, Babylon.js
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||||
- **Contradictions/Notes:** 소스에 관련 정보가 부족합니다. (주어진 소스 내에서 오브젝트 풀링의 효과나 방식에 대해 상충하는 의견은 존재하지 않으며, 모두 성능 최적화를 위해 적극적으로 권장하고 있습니다.)
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*Last updated: 2026-04-19*
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## 🤖 LLM 활용 힌트 (How to Use This Knowledge)
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**언제 이 지식을 쓰는가:**
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- *(TODO)*
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**언제 쓰면 안 되는가:**
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- *(TODO)*
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## 🧪 검증 상태 (Validation)
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- **정보 상태:** needs_review
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- **출처 신뢰도:** A
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- **검토 이유:** *(P-Reinforce Phase 1 자동 정규화. 본문 검증 필요.)*
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## 🧬 중복 검사 (Duplicate Check)
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- **기존 유사 문서:** *(TODO: 인덱서 클러스터 리포트 참조)*
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- **처리 방식:** UPDATE (자동 정규화)
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- **처리 이유:** Phase 1 정규화 — 옛 템플릿/누락 필드 보강.
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## 🕓 변경 이력 (Changelog)
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| 날짜 | 변경 내용 | 처리 방식 | 신뢰도 |
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|------|-----------|-----------|--------|
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| 2026-05-08 | P-Reinforce Phase 1 정규화 (frontmatter + 헤더 표준화) | UPDATE | A |
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## 💻 코드 패턴 (Code Patterns)
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**패턴 1:** *(TODO: 이 프로젝트 컨벤션 반영한 구조 스켈레톤)*
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```text
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# TODO
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||||
void Awake() {
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||||
pool = new ObjectPool<Bullet>(
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||||
createFunc: () => Instantiate(prefab),
|
||||
actionOnGet: b => b.gameObject.SetActive(true),
|
||||
actionOnRelease: b => b.gameObject.SetActive(false),
|
||||
actionOnDestroy: b => Destroy(b.gameObject),
|
||||
collectionCheck: true,
|
||||
defaultCapacity: 64,
|
||||
maxSize: 512);
|
||||
}
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||||
public void Fire(Vector3 pos, Vector3 dir) {
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||||
var b = pool.Get();
|
||||
b.Init(pos, dir, onExpire: () => pool.Release(b));
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
```
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||||
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||||
## 🤔 의사결정 기준 (Decision Criteria)
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### C++ template pool with free-list
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||||
```cpp
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||||
template<typename T, size_t N>
|
||||
class ObjectPool {
|
||||
alignas(T) std::byte storage[N * sizeof(T)];
|
||||
std::array<T*, N> free_list;
|
||||
size_t free_top = N;
|
||||
public:
|
||||
ObjectPool() {
|
||||
for (size_t i = 0; i < N; ++i)
|
||||
free_list[i] = reinterpret_cast<T*>(storage + i * sizeof(T));
|
||||
}
|
||||
template<typename... Args>
|
||||
T* acquire(Args&&... args) {
|
||||
if (free_top == 0) return nullptr;
|
||||
T* p = free_list[--free_top];
|
||||
return new (p) T(std::forward<Args>(args)...);
|
||||
}
|
||||
void release(T* p) {
|
||||
p->~T();
|
||||
free_list[free_top++] = p;
|
||||
}
|
||||
};
|
||||
```
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||||
|
||||
**선택 A를 써야 할 때:**
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||||
- *(TODO)*
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||||
### TypeScript pool for Web/Node
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||||
```typescript
|
||||
class ObjectPool<T> {
|
||||
private free: T[] = [];
|
||||
constructor(
|
||||
private factory: () => T,
|
||||
private reset: (t: T) => void,
|
||||
initial = 0,
|
||||
) {
|
||||
for (let i = 0; i < initial; i++) this.free.push(factory());
|
||||
}
|
||||
acquire(): T {
|
||||
return this.free.pop() ?? this.factory();
|
||||
}
|
||||
release(t: T) {
|
||||
this.reset(t);
|
||||
this.free.push(t);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
// Vector2 pool example
|
||||
const v2Pool = new ObjectPool<{x:number,y:number}>(
|
||||
() => ({x:0,y:0}),
|
||||
v => { v.x = 0; v.y = 0; },
|
||||
256);
|
||||
```
|
||||
|
||||
**선택 B를 써야 할 때:**
|
||||
- *(TODO)*
|
||||
### .NET ArrayPool — GC-friendly buffer reuse
|
||||
```csharp
|
||||
byte[] buf = ArrayPool<byte>.Shared.Rent(4096);
|
||||
try {
|
||||
int n = await stream.ReadAsync(buf, 0, buf.Length);
|
||||
Process(buf.AsSpan(0, n));
|
||||
} finally {
|
||||
ArrayPool<byte>.Shared.Return(buf, clearArray: true);
|
||||
}
|
||||
```
|
||||
|
||||
**기본값:**
|
||||
> *(TODO)*
|
||||
### Connection pool (HikariCP idiom in Java)
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||||
```java
|
||||
HikariConfig cfg = new HikariConfig();
|
||||
cfg.setJdbcUrl("jdbc:postgres://...");
|
||||
cfg.setMaximumPoolSize(20);
|
||||
cfg.setIdleTimeout(30_000);
|
||||
HikariDataSource ds = new HikariDataSource(cfg);
|
||||
|
||||
## ❌ 안티패턴 (Anti-Patterns)
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||||
try (Connection c = ds.getConnection(); // ← acquire
|
||||
PreparedStatement s = c.prepareStatement("...")) {
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||||
s.executeQuery();
|
||||
} // ← release on close()
|
||||
```
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||||
- **[안티패턴]:** *(TODO: 무엇을 하면 안 되는가 + 이유 + 대신 무엇을)*
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## 매 결정 기준
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| 상황 | Approach |
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|---|---|
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| GC spike from short-lived alloc | object pool |
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| Network/DB resource | connection pool |
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| Render commands | per-frame pool, reset on frame end |
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||||
| Variable size buffer | ArrayPool / segregated pool |
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| Single-threaded game | simple stack pool |
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||||
| Multi-threaded | ConcurrentBag / lock-free pool |
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||||
**기본값**: 매 platform 제공 pool 사용 (Unity ObjectPool, ArrayPool, HikariCP) — 매 직접 구현 회피.
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## 🔗 Graph
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||||
- 부모: [[Memory_Management]] · [[Design_Patterns]]
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||||
- 변형: [[Connection_Pool]] · [[Thread_Pool]] · [[Free_List]]
|
||||
- 응용: [[Game_Loop]] · [[Particle_Systems]] · [[Garbage_Collection]]
|
||||
- Adjacent: [[Old_Space]] · [[Generational_Hypothesis]] · [[Memory_Leaks]]
|
||||
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## 🤖 LLM 활용
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**언제**: GC pressure visible (frame spike), expensive resource creation, predictable churn rate.
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||||
**언제 X**: long-lived object, unique-per-instance state, alloc rate 낮음 — 매 premature opt.
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||||
## ❌ 안티패턴
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- **Forget release**: 매 leak — `using`/`try-finally`/RAII.
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||||
- **Use after release**: 매 use-after-free 등가 — generational handle 사용.
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||||
- **Dirty state carry-over**: 매 reset 누락 — bug.
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- **Unbounded growth**: 매 maxSize 없음 → OOM.
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||||
- **Premature pooling**: 매 GC가 충분히 빠른 경우 — measure first.
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## 🧪 검증 / 중복
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- Verified (Game Programming Patterns by Nystrom 2014, Unity docs 2026, .NET ArrayPool source, HikariCP).
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- 신뢰도 A.
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## 🕓 Changelog
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| 날짜 | 변경 |
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|---|---|
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| 2026-05-08 | Phase 1 |
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| 2026-05-10 | Manual cleanup — Object pooling pattern (4 lang impls + decision matrix) |
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