SERIALIZATION (직렬화)

Serialization (직렬화)

Serialization 즉, 직렬화는 객체(Object) 데이터를 저장하거나 전송할 수 있는 형태(바이트 스트림)로 변환하는 과정을 의미합니다. 이 과정은 데이터를 일렬로 정리(즉, 직렬화)하고, 이를 다시 원래 상태로 복구하는 과정까지 포함합니다.

언리얼 엔진에서는 데이터를 저장하거나, 네트워크로 전송하거나, 객체를 복제(Clone)하는 데 사용됩니다.

---

직렬화와 복원(역직렬화)의 간단한 설명

• 직렬화(Serialization): 오브젝트 그래프(복잡한 데이터 구조)를 바이트로 이루어진 데이터 스트림으로 변환
• 역적렬화(DeSerialization): 변환된 바이트 스트림을 다시 원래 오브젝트 그래프로 복구.

✅ 직렬화의 주요 목적

• 게임 데이터 저장 & 로드 (세이브/로드 시스템)
• 네트워크 데이터 전송 (멀티플레이어 동기화)
• 객체 복사 & 복제 (데이터 변환 & 임시 저장)

✅ 직렬화의 장점

1. 현재 상태 저장 및 복원:
   • 게임 데이터를 저장 후 다시 불러와서 이전 상태로 복구 가능
   • 예: 게임 세이브 데이터 저장 & 불러오기
2. 데이터 공유:
   • 현재 객체 정보를 다른 시스템이나 프로그램으로 전송 가능
   • 예: 클립보드로 데이터 공유
3. 네트워크 전송:
   • 데이터를 네트워크를 통해 다른 클라이언트와 동기화
   • 예: 멀티플레이어 게임의 상태 동기화
4. 효율적이고 안전한 데이터 관리:
   • 데이터를 압축하여 저장 공간 절약
   • 암호화를 통해 보안 강화

---

직렬화 시 고려할 주요 요소

✅ (1) 데이터 레이아웃 (Data Layout)

• 데이터 구조가 너무 복잡하면 직렬화 속도 저하
• 필수 데이터만 직렬화하여 최적화
• 중첩된 객체를 다룰 때 순환 참조(Circular Reference) 문제 해결 필요

✅ (2) 이식성 (Portability)

• 엔디언(Endian) 변환(Big Endian vs. Little Endian) 고려
• UTF-8 인코딩 사용하여 다국어 지원
• JSON, XML 같은 플랫폼 독립적인 데이터 형식 사용

✅ (3) 버전 관리 (Versioning)

• 기존 저장 데이터와의 호환성을 유지해야 함
• 데이터 구조 변경 시, 역직렬화 과정에서 충돌을 방지하기 위한 버전 번호 추가
• 새로운 필드가 추가되면 기본값을 설정하여 처리

✅ (4) 성능 최적화 (Performance)

• 바이너리 직렬화(FArchive) 사용 → 속도 최적화
• 데이터 압축 (LZ4, Zlib) 적용 → 크기 감소
• 필요한 데이터만 저장 → 불필요한 데이터 최소화

✅ (5) 보안 (Security)

• 데이터 암호화(AES, RSA) 적용 → 해킹 방지
• 무결성 체크(SHA256, CRC) 수행 → 데이터 변조 방지
• JSON, XML 등 텍스트 기반 직렬화는 조작 가능성이 높아 추가 보안 필요

✅ (6) 에러 처리 (Error Handling)

• 데이터 손실 또는 파일 손상 방지를 위한 백업 시스템 필요
• 역직렬화할 때 예외 처리(Try-Catch) 적용
• 네트워크 전송 시 패킷 손실을 대비한 재전송(Retry) 메커니즘 적용

요약

✔ 데이터 레이아웃: 효율적인 데이터 저장 구조 설계
✔ 이식성: 다른 플랫폼에서도 동작할 수 있도록 고려
✔ 버전 관리: 데이터 변경 시에도 하위 호환 유지
✔ 성능 최적화: 데이터 크기를 줄이고 직렬화 속도 향상
✔ 보안 강화: 암호화 및 무결성 체크 적용
✔ 에러 처리: 데이터 손실 시 복구 메커니즘 마련

---

언리얼 엔진의 직렬화 방식

언리얼 엔진에서는 직렬화를 지원하는 다양한 방법이 존재합니다.

방식	특징	장점	단점
FArchive 기반 바이너리 직렬화	바이너리 데이터를 빠르게 변환	빠르고 최적화됨	데이터 해석 어려움
FJsonObject 기반 JSON 직렬화	JSON 형식으로 저장	사람이 읽기 쉬움, 디버깅 편리	속도가 느리고 크기가 큼
USaveGame 시스템	USaveGame을 활용한 자동 저장	사용하기 쉬움	확장성 제한
커스텀 직렬화 (Override Serialize() 함수)	Serialize() 함수 재정의	유연한 데이터 저장 가능	직접 구현해야 함

FArchive를 이용한 바이너리 직렬화

언리얼 엔진의 FArchive 클래스는 바이너리 데이터 직렬화를 담당합니다.
이를 사용하면 객체 데이터를 파일 또는 메모리에 저장하고, 다시 불러올 수 있습니다.

✅ FArchive 직렬화 예제

FArchive& operator<<(FArchive& Ar, FMyData& Data)
{
    Ar << Data.PlayerLevel;
    Ar << Data.PlayerName;
    Ar << Data.Health;
    return Ar;
}

📌 << 연산자 오버로딩을 통해 데이터 저장 & 로드 가능

---

SaveGame 클래스를 활용한 직렬화

언리얼 엔진에서는 USaveGame 클래스를 사용하여 게임 데이터를 손쉽게 저장할 수 있습니다.

✅ USaveGame을 활용한 저장 & 불러오기

// 1. SaveGame 클래스를 상속받아 데이터 구조 정의
UCLASS()
class UMySaveGame : public USaveGame
{
    GENERATED_BODY()

public:
    UPROPERTY(SaveGame)
    int32 PlayerLevel;

    UPROPERTY(SaveGame)
    FString PlayerName;

    UPROPERTY(SaveGame)
    float Health;
};

// 2. 저장 기능 구현
void SaveGameData()
{
    UMySaveGame* SaveInstance = Cast<UMySaveGame>(UGameplayStatics::CreateSaveGameObject(UMySaveGame::StaticClass()));
    SaveInstance->PlayerLevel = 10;
    SaveInstance->PlayerName = TEXT("Hero");
    SaveInstance->Health = 100.0f;

    UGameplayStatics::SaveGameToSlot(SaveInstance, TEXT("SaveSlot1"), 0);
}

// 3. 불러오기 기능 구현
void LoadGameData()
{
    UMySaveGame* LoadInstance = Cast<UMySaveGame>(UGameplayStatics::LoadGameFromSlot(TEXT("SaveSlot1"), 0));
    if (LoadInstance)
    {
        UE_LOG(LogTemp, Log, TEXT("Player Level: %d"), LoadInstance->PlayerLevel);
        UE_LOG(LogTemp, Log, TEXT("Player Name: %s"), *LoadInstance->PlayerName);
        UE_LOG(LogTemp, Log, TEXT("Health: %f"), LoadInstance->Health);
    }
}

📌 SaveGame은 직렬화를 쉽게 구현할 수 있는 UE5의 기본 시스템!

---

FJsonObject를 활용한 JSON 직렬화

JSON 형식은 사람이 읽을 수 있어 디버깅과 파일 공유에 용이합니다.
하지만 바이너리보다 크기가 크고 속도가 느린 단점이 있습니다.

✅ JSON 직렬화 예제

// 1. JSON 객체 생성
TSharedPtr<FJsonObject> JsonObject = MakeShareable(new FJsonObject());
JsonObject->SetStringField("PlayerName", "Hero");
JsonObject->SetNumberField("PlayerLevel", 10);
JsonObject->SetNumberField("Health", 100.0f);

// 2. JSON 문자열로 변환
FString OutputString;
TSharedRef<TJsonWriter<>> Writer = TJsonWriterFactory<>::Create(&OutputString);
FJsonSerializer::Serialize(JsonObject.ToSharedRef(), Writer);

// 3. JSON 저장
FFileHelper::SaveStringToFile(OutputString, *(FPaths::ProjectDir() + "SaveData.json"));

📌 JSON은 디버깅과 데이터 공유가 편리하지만, 바이너리보다 속도가 느림!

---

언제 어떤 직렬화 방식을 사용할까?

✅ 빠른 데이터 저장 & 최적화가 필요하다면?
➡ FArchive 기반 바이너리 직렬화 사용

✅ 게임 세이브/로드가 필요하다면?
➡ USaveGame 시스템 사용

✅ 디버깅 & 데이터 공유가 필요하다면?
➡ FJsonObject JSON 직렬화 사용

✅ 커스텀 데이터 저장이 필요하다면?
➡ Serialize() 함수 오버라이딩 사용