메모리 파편화 + boost, tbb 도구

개요

C++ 틱 베이스의 게임 서버에서 std::vector나 std::map을 매 초마다 수만, 수십만 회 생성하고 있는데 N시간이 지나면 이 코드에서 메모리 파편화(추정)가 심해져서 heap 할당 시에 CPU 사용량은 낮아지고 모든 스레드가 직렬화되는 문제가 확인되었다.

 

위 문제를 해결하기 위해서 pooling, 할당자 관련 도구를 찾다가 간단하게 정리해 보려고 포스팅하였다.

 

도구 한 줄 정리

boost object pool : 매우 큰 오브젝트 하나하나를 직접 다루기 좋은 도구.
boost pool_allocator : boost object pool 기반으로 할당해 주는 기능.
boost fast_pool_allocator : boost object pool 기반으로 할당해 주는 기능. 단일 스레드 앱에서 최적화.

tbb scalable allocator : 멀티 쓰레드 환경에서 쓰기 좋은 할당자, heap 할당 / 해제에서 직렬화되지 않으며 lock-free 하게 작동, 스레드를 오가면서 오브젝트 주체가 변경되어도 문제없음.

 

boost object pool 사용법

#include <iostream>
#include <boost/pool/object_pool.hpp>

class Test {
public:
    Test() { std::cout << "Test object created\n"; }
    ~Test() { std::cout << "Test object destroyed\n"; }
};

int main() {
    boost::object_pool<Test> pool;

    Test* obj = pool.construct();
    pool.destroy(obj);

    return 0;
}

 

할당자 계열(그 외)

#include <iostream>
#include <vector>
#include <boost/pool/pool_alloc.hpp>
#include <tbb/scalable_allocator.h>

int main() {
    std::vector<int, boost::pool_allocator<int>> vec;
    // std::vector<int, boost::fast_pool_allocator<int>> vec;
    // std::vector<int, tbb::scalable_allocator<int>> vec;

    // 1000개의 정수 할당
    for (int i = 0; i < 1000; ++i) {
        vec.push_back(i);
    }

    // 벡터의 값을 출력
    for (const int& val : vec) {
        std::cout << val << " ";
    }
    std::cout << std::endl;

    return 0;
}

 

결론

이렇게 간단하게 한 줄 추가하는 것 만으로 메모리 파편화가 쉽게 해결되고 풀링을 지원할 수 있다니 최고다!

하지만 어쨌든 좋은 도구를 쓰더라도 저런 단순 컨테이너 따위로 파편화가 발생하는 것은 바람직하지 않으므로 코드 정리도 반드시 하는 게 좋을 것 같다.

우리 프로젝트에서도 문제 클래스의 코드 정리와 tbb를 같이 적용해 두니 문제가 더 이상 문제가 발생되지 않게 개선되었는데 제발 더 이상 문제가 없기를 바란다. 🙏🙏🙏