C# - 캡쳐(Capture), 클로져(Closure) - feat React.useState

델리게이트(delegate)는 메서드를 참조할 수 있는 타입이다.

그런데 실제 Unity 같은 환경에서 델리게이트를 남용하다 보면, 사라졌어야 할 객체가 여전히 참조된 채 메모리에 남아 기이하게 동작하는 경우가 생긴다.

이는 대부분 캡쳐(변수 포착, Capture) 와 클로져(Closure, 포착된 변수를 계속 보존하는 환경) 의 문제 때문이라고 하는데

이 두가지에 대해 자세히 알아보자.

 

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캡쳐(Capture)

람다식이 외부의 지역 변수를 가져다가 내부에서 사용하는 것을 말한다.

int count = 0;
Action myAction = () =>
{
    count++; // 외부 변수 count를 가져다가 사용 (캡처 발생)
    Console.WriteLine(count);
};

myAction(); // 1
myAction(); // 2

 

이 코드에서 원래 count는 Main의 지역 변수인데, myAction이 참조하면서 함께 살아남게 된다.

즉 람다가 외부 변수를 복사해 두는 게 아니라 참조를 보존한다.

 

 

클로져(Closure)

이렇게 캡쳐된 변수를 실행 환경과 함께 묶어 지속적으로 사용 가능한 상태를 말한다.

• 캡쳐는 외부 변수를 가져온 행위
• 클로져는 그 변수를 묶어 계속 쓸 수 있는 실행 환경

이라고 요약할 수 있다.

Func<int> MakeCounter()
{
    int count = 0; // 지역 변수
    return () =>
    {
        count++;
        return count;
    };
}

var counter1 = MakeCounter();
Console.WriteLine(counter1()); // 1
Console.WriteLine(counter1()); // 2

var counter2 = MakeCounter();
Console.WriteLine(counter2()); // 1 (다른 클로저)

 

여기서 count는 원래라면 MakeCounter 함수가 끝날 때 사라져야 하지만, 람다가 캡쳐한 덕분에 메모리 어딘가에 살아남는다.

 

근데 이 동작, React를 사용했던 사람이라면 뭔가 익숙하다 느낄 수 있다.

바로 useState 다.

 

React 컴포넌트 함수는 호출 될 때마다 새로 실행된다.

그런데도 useState로 선언한 값은 렌더링이 반복돼도 사라지지 않고 유지된다.

이는 내부적으로 useState가 컴포넌트 함수 밖(React 엔진 내부)에 저장소를 두고, 그 저장소를 클로져로 참조하고 있기 때문이다.

즉, 클로져가 없다면 함수형 컴포넌트는 렌더링 할 때마다 state를 잃어버릴 것이다.

 

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하지만 참을 수 없다 나온 김에 코드로 한번 살펴보자.

// useState 흉내내보기
function createUseState() {
  let state; // 외부 저장소 (클로저에 의해 유지됨)

  function useState(initialValue) {
    if (state === undefined) {
      state = initialValue; // 처음 실행될 때만 초기화
    }

    function setState(newValue) {
      state = newValue;
    }

    return [state, setState];
  }

  return useState;
}

const useState = createUseState();

function MyComponent() {
  const [count, setCount] = useState(0);

  console.log("현재 카운트:", count);
  setCount(count + 1);
}

MyComponent(); // 현재 카운트: 0
MyComponent(); // 현재 카운트: 1
MyComponent(); // 현재 카운트: 2

 

state 라는 변수가 함수 바깥에서 선언되어 있고, useState 함수가 이를 클로져로 캡쳐해서 계속 접근 가능한 형태다.

그렇기 때문에 MyComponent가 여러번 실행돼도 state 값은 유지되는 것이다.

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근데 이게 뭐가 문제??

Unity 같은 게임 엔진에는 델리게이트 / 이벤트 에 람다를 등록하면서 클로져를 생성하다 보면, GC가 수거해야 할 객체가 메모리에 남는 문제가 발생할 수 있다.

void Start()
{
    int score = 0;
    SomeEvent += () => Debug.Log(score); 
    // score 변수를 캡처 → 클로저 생성
}

 

score는 원래 Start가 끝나면 생명주기를 다해 사라져야 할 지역 변수다.

하지만 이벤트에 등록된 람다가 score를 캡쳐했기 때문에, 해당 오브젝트가 파괴되어도 클로져는 이벤트 체인에 남아있을 수 있다.

결과적으로 score는 메모리에 살아남아 GC가 회수하지 못하고, 의도치 않은 오류를 발생시킬 위험을 남긴다.

 

 

해결 방법

람다 대신 명시적 메서드 사용

void Start()
{
    SomeEvent += PrintScore;
}

void PrintScore() => Debug.Log(score);

 

이벤트 해제 철저히

void OnDestroy()
{
    SomeEvent -= PrintScore;
}

 

클로져 캡쳐 회피

루프 안에서 변수를 캡쳐하는 경우는 특히 위험하기 때문에 복사본을 만들어서 캡쳐하는 것으로 회피할 수 있다.

for (int i = 0; i < 3; i++)
{
    int copy = i; // 복사본
    buttons[i].onClick += () => Debug.Log(copy);
}

 

 

 

요약 정리

C#에서 캡처(Capture)는 람다나 익명 메서드가 외부 변수를 참조하는 것을 의미하고, 클로저(Closure)는 이렇게 캡처된 변수를 실행 환경과 함께 묶어 생명주기를 연장하는 구조를 말한다. Unity에서는 이 메커니즘을 잘못 이해하면 사라져야 할 객체가 이벤트 체인에 계속 남아 메모리 릭이나 예기치 못한 버그를 유발할 수 있다. 따라서 이벤트 해제, 명시적 메서드 사용, 루프 내 변수 복사 같은 관리가 반드시 필요하다.