C++ 앱 아키텍처 입문: 심플하게 설계하는 실시간 소프트웨어와 게임

어려운 C++ 애플리케이션 아키텍처, 어디서 어떻게 시작해야 할지 고민이셨나요? 오늘은 간단하지만 강력한 소프트웨어 구조부터 실시간 앱과 게임을 위한 기초 설계법까지, 실무에 바로 쓸 수 있는 핵심을 알아봅니다. 복잡함은 잠시 내려두고, 실제 프로젝트에서 유지보수와 확장성이 뛰어난 구조를 어떻게 만들 수 있는지 사례와 팁으로 안내합니다!

C++ 소프트웨어 구조, 왜 분리해야 할까?

실시간 애플리케이션이나 게임을 만들다 보면 자꾸만 코드가 커지고 한 파일에 모든 로직이 뒤섞여 버릴 때가 있습니다. 이런 상황에서 가장 먼저 할 일은 코어(공용 기능)와 애플리케이션(특화 코드) 영역을 분리하는 것입니다.

코어 라이브러리는 창 관리, 이벤트 시스템, 메인 루프 등 대부분의 프로젝트에서 재사용 가능한 핵심 기능을 담당합니다. 반면, 앱 영역은 각 프로젝트에만 필요한 맞춤형 로직에 집중합니다. 이렇게 나누면 새로운 기능을 추가하거나 완전히 다른 앱을 만들 때도 코어를 건드릴 필요 없이 앱 코드만 바꾸면 됩니다.

여러 프로젝트를 동시에 관리하고 싶다면, 코어 라이브러리를 여러 개의 모듈(예: 동적 라이브러리)로 나누는 것도 좋은 방법입니다. 확장성과 유지보수성이 비약적으로 향상됩니다.

실제 디렉터리 구조와 빌드 시스템 설계법

실제 프로젝트에서는 디렉터리 구조부터 체계적으로 잡는 것이 중요합니다. 예를 들어, "core" 폴더에는 꼭 필요한 공용 라이브러리와 빌드 스크립트(CMakeLists.txt 등)를 넣고, "app" 폴더에는 앱의 리소스와 소스 코드를 분리합니다.

빌드 시스템으로는 CMake를 많이 쓰지만, 핵심은 폴더와 모듈 분리가 명확해야 한다는 점입니다. 이런 구조라면 빌드 방식에 상관없이 코드가 깨끗하게 관리되며, 협업이 쉬워집니다.

프로젝트를 시작할 땐 메인 함수(main.cpp)부터 살펴봐야죠. 여기서는 정말 필요한 앱 실행 코드만 남기고, 나머지는 코어 모듈에 맡기는 방식이 구현됩니다. 앱이 커질수록 이렇게 분리해두면 스트레스가 크게 줄어듭니다!

레이어 시스템: 맞춤 기능을 손쉽게 확장하기

"레이어"란 이름이 조금 낯설게 느껴질 수 있지만, 실은 앱 동작을 논리적으로 나누는 설계 방법입니다. 각각의 레이어에 원하는 기능(예: 렌더링, 이벤트 처리, UI 등)을 객체로 등록해서, 메인 루프가 순차적으로 각 레이어를 업데이트/렌더링합니다.

레이어 클래스는 기본적으로 "업데이트", "렌더", "이벤트 핸들링" 같은 주요 함수들을 가지고 있고, 필요할 때만 오버라이드하여 커스텀 기능을 추가합니다. 예를 들어, 게임에서는 '플레이어 컨트롤 레이어', '효과 레이어'처럼 목적에 따라 여러 개의 레이어를 겹겹이 쌓을 수 있죠.

이런 구조 덕분에 각 레이어의 책임이 명확하며, 새 기능 추가나 교체가 무척 간편합니다.

메인 루프와 창 관리, 왜 이렇게 단순해야 할까?

메인 루프는 앱의 심장입니다. 사실상 "앱이 켜져 있는 동안 뭘 반복적으로 할 것인가"를 결정하죠. 고전적인 설계에서는 앱 클래스가 "루프 진행, 이벤트 처리, 업데이트, 렌더링, 종료"를 담당합니다.

Window 클래스는 창 생성이나 렌더링 컨텍스트 관리(예를 들어 OpenGL 등)와 같은 역할을 맡으며, 여러 창을 동시에 띄우는 기능도 지원할 수 있습니다. 이렇게 각자 책임 있는 객체가 있어야 복잡한 실시간 동작에서도 버그 없이 동작하게 됩니다.

이 구조의 핵심은 "싱글턴 패턴"을 써서 앱 인스턴스를 전역에서 접근할 수 있게 한다는 점입니다. 프레임 타임 정보, 창 크기, 이벤트 등 여러 레이어에서 글로벌하게 필요한 값들을 쉽게 가져올 수 있어 개발 속도가 빨라집니다.

업데이트와 렌더링의 분리 설계: 왜 중요한가?

대부분의 게임 엔진이나 실시간 앱에서 "업데이트"와 "렌더링"이 따로 실행됩니다. 업데이트는 데이터를 처리하고 연산하는 단계, 렌더링은 화면에 출력하는 단계입니다.

이 둘을 분리하는 이유는 스레드(멀티스레딩) 지원, 데이터 공유, 프로파일링, 최적화 등 다양합니다. 예를 들어 렌더링을 별도의 렌더 스레드에서 처리하면 UI가 막히지 않고 부드럽게 동작할 수 있습니다. 또한, 모든 레이어의 데이터를 먼저 업데이트한 뒤 최종 렌더를 수행하면 데이터 동기화 문제도 자연스럽게 해결됩니다.

확장 가능한 이벤트와 상태 관리 시스템

레이어 시스템을 더욱 강력하게 만들려면, 이벤트 처리와 상태관리(State Machine)가 필수입니다. 이벤트 시스템은 예를 들어 키 입력, 마우스 클릭, 창 크기 변경 등 다양한 상황을 객체 단위로 관리할 수 있게 해줍니다.

각 레이어에서 특정 이벤트에만 반응할 수도 있고, 여러 레이어가 동시에 같은 이벤트를 처리할 수도 있습니다. 이후에는 상태 관리(State Machine)까지 추가해, 상황에 따라 앱 동작(예: 메뉴→게임플레이→종료)을 유연하게 전환할 수 있습니다. 이것이 바로 대형 프로젝트에서도 유지보수가 쉬운 궁극의 설계입니다!

마무리: 효율적인 C++ 앱 아키텍처, 이렇게 시작하세요

오늘 살펴본 "코어와 앱 분리", "레이어 시스템", "메인 루프와 창 관리", "업데이트와 렌더링 분리", "이벤트와 상태 시스템"은 모두 심플하지만 강력한 C++ 소프트웨어 아키텍처의 핵심입니다.

이렇게 구조화하면 프로젝트 규모와 상관없이 확장성, 유지보수성, 협업 효율이 크게 향상됩니다. 자신만의 맞춤형 기능을 추가하면서도, 공용 라이브러리는 계속 재활용하세요. 처음엔 조금 번거로울 수 있지만, 장기적으로 코드가 훨씬 안전하고 깔끔하게 관리됩니다.

이 설계를 실제로 적용할 때 고민되는 점이나 어려운 부분이 있다면, 댓글로 질문 남겨주시기 바랍니다. 계속해서 더 심화된 아키텍처(이벤트 시스템, 상태 관리 등)도 차례로 다룰 예정이니, 관심 있으시면 블로그 구독해주세요! 흥미로운 설계 이야기와 실전 경험을 더 많이 나누겠습니다.

출처 및 참고 :