FlatBuffers

개요

FlatBuffers는 Google이 개발한 고성능 직렬화 라이브러리로, 직렬화된 데이터를 역직렬화 없이 직접 액세스할 수 있는 구조를 제공합니다. 특히 게임, 모바일, IoT 환경과 같이 메모리 사용이 제한되고 성능이 중요한 환경에서 유용하며, 메시지 파싱 없이 즉시 데이터 조회가 가능하다는 점에서 Protocol Buffers와 차별화됩니다.

---

1. 개념 및 정의

항목	설명
정의	직렬화된 데이터를 바로 읽을 수 있는 포맷을 제공하는 직렬화 라이브러리
목적	빠른 읽기 속도, 낮은 메모리 사용, 역직렬화 제거
필요성	실시간 처리 환경에서의 파싱 비용 최소화

데이터를 일회성 구조가 아닌 공유 가능한 형태로 직렬화하여 활용

---

2. 특징

특징	설명	비교
Zero-Copy	역직렬화 없이 바로 읽기 가능	Protobuf은 역직렬화 필요
메모리 효율성	포인터 없이 오프셋 구조 사용	구조적 데이터 참조에 유리
버전 호환성	필드 추가/삭제 시 호환 유지	스키마 변경 대응 용이

특히 모바일 및 성능 민감 애플리케이션에서 널리 채택됨

---

3. 구성 요소

구성 요소	설명	예시
.fbs 파일	스키마 정의 파일	table, struct, enum 등 포함
FlatBufferBuilder	직렬화 시 버퍼 생성기	CreateMonster(builder, ...) 등
Accessor	데이터 읽기 전용 인터페이스	monster.hp() 식 접근

생성된 버퍼는 그대로 전송하거나 저장 가능

---

4. 기술 요소

기술	설명	사용 예
Offset 기반 테이블	고정된 포인터 대신 상대 위치 참조	포터블 데이터 구조 구현
VTable (가상 테이블)	선택적 필드 저장을 위한 인덱스 테이블	필드 순서 변경에도 호환 유지
Struct vs Table	Struct는 고정 크기, Table은 유연한 구조	성능과 확장성 균형 조정

성능과 호환성을 동시에 고려한 설계

---

5. 장점 및 이점

장점	설명	효과
실시간 액세스	역직렬화 없는 직접 조회	지연 최소화
경량 구조	최소한의 메모리 오버헤드	모바일, 게임 환경 최적화
확장성	스키마 변경에 강함	장기 유지보수에 유리

버퍼 하나로 데이터 저장, 전송, 공유 모두 처리 가능

---

6. 주요 활용 사례 및 고려사항

사례	설명	참고사항
게임 클라이언트	캐릭터, 맵 데이터 등 빠른 접근 필요	Unity, Unreal Engine 연동
모바일 앱	리소스 효율성이 중요한 환경	Android/iOS에서 사용 확대
IoT 디바이스	제한된 메모리/CPU 자원에서 동작	센서 데이터 처리에 적합

버퍼 구조가 복잡할 경우 디버깅이 어려울 수 있음

---

7. 결론

FlatBuffers는 빠른 접근과 적은 메모리 사용이 중요한 환경에서 뛰어난 성능을 발휘하는 직렬화 도구입니다. Zero-Copy 접근 방식과 유연한 스키마 구조는 게임, 모바일, 임베디드 시스템에 이상적이며, 실시간 데이터 처리의 핵심 솔루션으로 자리잡고 있습니다.