현재 웹 개발자는 일반적으로 JavaScript(JS)를 사용하여 웹 응용 프로그램의 프런트엔드를 작성합니다. 또는 TypeScript와 같은 언어를 사용하며 브라우저가 이를 실행하려면 JS에 컴파일해야 합니다. TypeScript와 달리 JS는 HTML 및 CSS와 함께 W3C(World Wide Web Consortium) 표준입니다.

2019년 12월에는 W3C 표준에서 WebAssembly(Wasm)라는 네 번째 공식 언어를 승인했습니다. 이 언어는 구조, 사용 및 기능과 관련하여 이전 언어와는 크게 다릅니다.

가장 중요하게 Wasm은 일반적인 인식 면에서 프로그래밍 언어가 아닙니다. 대신 소프트웨어 개발자가 선택 언어로 웹 응용 프로그램을 작성할 수 있게 해주는 바이너리 형식입니다. 이러한 언어에는 C, C++, Rust, C# 또는 소스 코드를 Wasm에 컴파일링하는 데 필요한 도구가 포함된 모든 프로그래밍 언어가 있습니다.

하지만 Wasm은 개발자가 좋아하는 언어로 웹 응용 프로그램을 작성할 수 있도록 해주는 것이 전부가 아닙니다. 추가 다운로드 또는 설치 없이 최종 사용자에게 고성능 소프트웨어를 제공하는 새로운 방식을 개척하기도 합니다.

JS 개발자는 이전에 실현 가능했던 것보다 더 성능이 좋으며 상대적으로 안전한 코드를 작성할 수 있습니다. 반면에 안전한 코드를 생산하는 데 도움을 준 JS의 비교 가능한 다른 상위 집합 언어와 TypeScript에는 성능에 작은 효과가 있습니다.

WebAssembly가 무엇인지 자세히 알아보기 전에 이름이 어셈블리 언어를 암시하는 반면 낮은 수준의 언어와 같은 어셈블리 언어와 최신 웹 브라우저에서 지원하는 바이너리 형식을 실제로 제공한다는 점을 언급해 둘 필요가 있습니다. 개발자는 손으로 작성할 필요가 없지만 선호하는 언어로 작성된 프로그램에 대한 컴파일 대상으로 사용할 수 있습니다.

WebAssembly란 무엇입니까?

WebAssembly의 정의와 이 기술의 간략한 내역부터 시작해 보겠습니다.

2015년 JavaScript의 생성자이자 Mozilla의 공동 창업자인 Brendan Eich는 WebAssembly에서의 교차 브라우저 개발의 시작을 발표했습니다. 이 기술은 컴파일러 대상으로서 결과적으로 JS의 더 나은 대안이 되었습니다. WebAssembly 버전 1.0은 2017년에 출시되었으며 2019년 W3C에서는 이를 표준으로 승인했습니다.

WebAssembly는 자유롭게 사용할 수 있으며 공개적으로 액세스 가능한 구현 표준으로, 웹에서 낮은 수준의 바이너리 코드 실행을 활성화합니다. 개발자는 이 기술을 사용하여(바이너리 코드 형식으로도 알려짐) C, C++, Rust 및 웹 프로그래밍과 유사한 언어의 성능을 가져올 수 있습니다. 이는 빠른 계산을 위해 브라우저에서 일반적으로 사용됩니다.

바꾸어 말하면 안전하고 이식 가능한 파일 객체 형식입니다. 또한 형식의 강력한 최적화 덕분에 기본 코드와 동일한 속도로 실행됩니다. 이는 이 형식에 컴파일한 언어가 브라우저에서 실행되어야 함을 의미합니다. JS의 생성자가 언급했던 것처럼 이는 WebAssembly를 웹의 Polyglot-프로그래밍 언어에 대한 바이너리 형식으로 만듭니다.

C와 같이 컴파일된 언어에서 객체 파일은 원본 코드가 컴파일을 완료한 후 만들어진 파일입니다. 기본 목표는 현재 웹 개발 환경과의 호환 가능성을 유지하면서 기본과 같은 성능을 제공하는 것입니다.

Google, Microsoft, Mozilla 및 기타 업체의 협력 덕분에 Wasm은 이제 Chrome, Firefox, Safari 및 Edge에서 지원됩니다.

Asm.js 및 Wasm

소프트웨어 개발 문제가 생기는 경우 개발자는 지속적으로 솔루션을 찾기 위해 시도합니다. 브라우저에서의 웹 응용 프로그램 성능을 염려하여 커뮤니티에서는 컴퓨터 소프트웨어를 웹 앱으로 실행하도록 설계된 JS 하위 집합인 asm.js를 만들었습니다. 이는 일반 JavaScript보다 더 성능이 뛰어난 Rust와 같은 언어로 작성되었습니다.

Asm.js는 JS의 제한된 하위 집합입니다. Emscripten과 같은 컴파일러는 통계적으로 입력한 언어로 작성된 코드를 Asm.js로 변환합니다. 더욱 빠른 구문 분석과 컴팩팅 형식을 사용하는 Wasm의 도래는 이를 바꾸어 놓았고 SIMD.js와 같은 낮은 수준의 추가 기능으로 JS를 확장하려는 노력은 2017년에 끝났습니다.

WebAssembly 조직에서 빌드한 변환 소프트웨어로 인해 asm.js는 Wasm의 예비 항목으로써 여전히 유용합니다.

Wasm을 사용하는 시기 및 위치

개발자가 Wasm을 사용하려고 할 수 있는 일반적인 두 가지 시나리오가 있습니다.

하나는 더욱 성능이 좋은 코드를 작성하려는 웹 개발자입니다.

또 다른 시나리오는 웹에서 실행되고 프로그램 다운로드 및 설치와 같은 추가 단계가 필요 없이 웹 브라우저를 통해 사용자에게 도달하는 소프트웨어를 빌드하도록 다른 프로그래밍 언어(예: C++ 또는 Rust)로 기존 스킬을 사용하고자 하는 소프트웨어 개발자입니다.

개발자는 계속 첫 번째 시나리오에서 JavaScript를 사용해야 하며 모듈로 일반과 가까운 속도를 필요로 하고 JS를 사용하여 로드하는 부분을 생성하도록 Wasm을 사용할 수도 있습니다. 이는 JS와 WebAssembly 모듈 간에 양방향으로 소통하는 기능으로 인해 앱이 WebAssembly의 뛰어난 성능 이점을 활용할 수 있기 때문입니다.

개발자는 계속해서 React와 같은 인기 UI 라이브러리를 사용하여 웹 앱의 UI를 빌드하고 고성능 내부 로직에 직접 Wasm을 사용할 수 있습니다. Figma와 같은 인기 응용 프로그램은 React 및 C++를 사용하여 이 기술을 채택했습니다.

Brendan Eich가 주목한 것처럼 Wasm이 결과적으로 웹에 다양한 많은 언어의 컴파일을 활성화한다는 사실은 JS의 지속적인 지배에 영향을 주지 않습니다. 개발자는 JS를 함께 단계적으로 배제하기보다 다양한 방식으로 JS와 Wasm을 결합할 가능성이 큽니다.

두 번째 시나리오의 경우 개발자는 웹 응용 프로그램을 작성하는 Blazor와 함께 Rust, C++ 또는 C# 등의 언어를 사용할 수 있습니다. 또는 C#으로 게임을 디자인하고 Wasm으로 쉽게 컴파일한 다음 웹을 통해 소비자에게 제공합니다.

짧고 빠른 코드를 생성하는 Emscripten과 같은 도구는 Wasm을 출력 형식으로 사용합니다. 속도, 작은 크기 및 웹 호환성을 강조하는 LLVM을 사용하여 WebAssembly의 컴파일러입니다.

Unreal Engine 4 및 Unity와 같은 상업적인 코드베이스를 포함한 실제 코드베이스는 코드베이스를 Wasm으로 변환하기 위해 이미 Emscripten을 사용했습니다.

개발자는 C 또는 C++ 응용 프로그램으로 Emscripten을 사용해야 합니다. Rust의 경우 개발자는 wasm-pack을 사용할 수 있습니다.

게임, 가상 현실 및 증강 현실 응용 프로그램은 개발자가 높은 수준의 프로그래밍 언어로 만들고 최적의 성능을 위해 Wasm에 컴파일해야 하는 항목의 예제입니다.

컴파일러와 같은 특수 도구를 디자인하는 등의 예외적인 상황에서 개발자는 Wasm에서 전체 코드베이스를 수동으로 작성해야 할 수 있습니다.

간략하게 말해서 개발자는 다음 방식으로 Wasm을 사용할 수 있습니다.

• JS 외에도 개발자는 성능이 중요한 코드를 Wasm으로 작성하여 JS로 가져올 수 있습니다.

• 개발자는 웹에서 실행되는 코드를 작성하도록 다른 프로그래밍 언어를 활성화하는 컴파일 대상으로 Wasm을 사용할 수 있습니다.

WebAssembly는 단순히 브라우저만을 위한 것이 아닙니다. 개발자는 Node.js가 있는 서버, 스마트폰 및 Cloudflare Workers와 같은 가장자리 기반 환경에서도 사용합니다.

브라우저 외부에서 Wasm 실행

이름에서 암시하듯 WebAssembly는 브라우저에서 실행하도록 만들어졌습니다. 하지만 개발자는 웹의 내부 및 외부 모두에서 사용할 수 있습니다.

Wasm은 Node.js가 있는 서버와 브라우저 및 가상 시스템 또는 Wasm 런타임에서 실행할 수 있습니다. 개발자는 WASI(WebAssembly System Interface)를 사용하여 웹이 아닌 환경에서 Wasm을 실행하도록 Wasm 런타임을 사용할 수 있습니다.

웹이 아닌 환경에서 응용 프로그램 가능성은 스마트 계약 런타임으로서의 블록체인부터 IoT 장치, 모바일 및 데스크톱 앱, 서버에서 실행되는 앱 또는 대형 소프트웨어 시스템 내의 실행 파일까지 범위가 다양합니다.

아래 링크를 통해 WebAssembly 런타임 목록을 확인하실 수 있습니다.

• WebAssembly 런타임 목록

WebAssembly는 텍스트 기반 WebAssembly 형식(WAT) 및 바이너리 형식을 지원합니다. WAT는 읽고 쓰기가 상당히 간단한 텍스트 형식이지만 브라우저는 바이너리 형식을 실행합니다.

이제 웹 개발자가 Wasm에 컴파일하도록 Rust와 같은 다른 프로그래밍 언어에 사용하지 않고 Wasm을 작성하려는 경우는 어떨까요? 개발자는 "if" 문 및 for loops와 같은 높은 수준의 추상화가 부족하므로 높은 학습 곡선이 필요한 WAT를 손으로 작성할 수 있습니다. 또는 이미 TypeScript에 익숙한 경우 작성 코드의 탁월한 접근 방법인 AssemblyScript를 사용합니다. 이는 AssemblyScript가 TypeScript와 실제로 비슷하여 개발자가 더욱 익숙한 구문으로 작동할 수 있기 때문입니다.

AssemblyScript 사용 외에도 WebAssembly 수동 작성, wabt와 같은 도구를 사용한 바이너리로의 변환 등과 같이 Wasm 바이너리 파일을 생성하는 메서드는 많습니다.

웹 앱 빌드

Wasm으로 웹 앱을 개발하는 데 사용할 수 있는 도구 키트는 많이 있습니다. 예제로는 Blazor, yew 및 Smithy 등이 있습니다.

예를 들어, Blazor를 사용하면 개발자는 JavaScript 대신 C#을 사용하여 상호작용 웹 사용자 인터페이스를 만들 수 있습니다. Blazor 앱은 재사용 가능한 C#, HTML 및 CSS 웹 사용자 인터페이스 컴포넌트입니다. 클라이언트 및 서버 코드는 모두 C#으로, 코드 및 라이브러리의 공유를 허용합니다.

결론

다음은 WebAssembly의 이점에 대한 요약입니다.

• 이는 W3C 웹 표준입니다. 모든 주요 웹 브라우저는 WebAssembly를 지원합니다.

• JavaScript보다 더 안전합니다.

• 웹 브라우저를 기반으로 하여 이식이 가능합니다.

• 빠른 속도로 작동하며 바이너리 형식으로 인해 소형 파일 크기를 사용합니다.

• 새로운 프로그래밍 언어를 학습할 필요가 없습니다. 이론적으로 개발자는 코드를 Wasm에 컴파일할 수 있는 프로그래밍 언어를 사용할 수 있습니다.

• 범용적입니다. 개발자는 웹 외에 다양한 플랫폼에 런타임으로 사용할 수 있습니다.

요약하자면 WebAssembly는 웹 브라우저를 구동하는 JS 엔진과 공존할 수 있습니다. 개발자는 낮은 수준의 바이너리 형식 덕분에 높아진 성능을 위해 Rust, C 및 C++와 같은 다른 높은 수준의 프로그래밍 언어를 Wasm에 컴파일할 수 있습니다.

컴파일러를 개발하는 경우와 같은 몇 가지 상황을 제외하고 개발자는 WebAssembly를 작성할 필요가 없습니다. 대신 컴파일 대상으로 사용할 수 있습니다.

Wasm 덕분에 웹 및 기본적으로 프런트 엔드는 3D 게임 및 비디오 프로세싱 소프트웨어와 같은 모든 유형의 고성능 프로그램 실행을 위해 강력한 플랫폼이 되었습니다. 하지만 이것이 WebAssembly는 웹 응용 프로그램 개발에 JS를 결과적으로 대체하는 것이 아니라고 하더라도 웹 성능을 최적화하는 뛰어난 도구입니다.

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