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title: 웹어셈블리의 컨셉
slug: WebAssembly/Concepts
translation_of: WebAssembly/Concepts
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<div>{{WebAssemblySidebar}}</div>
<p class="summary">본 글에서는 웹어셈블리의 작동원리 뒤에 숨어있는 컨셉을 설명함과 동시에 웹어셈블리의 목표, 웹어셈블리가 해결할 수 있는 문제, 그리고 웹브라우저 렌더링 엔진 안에서 웹어셈블리가 작동하는 원리에 관해 설명하려고 합니다.</p>
<h2 id="웹어셈블리가_뭔가요">웹어셈블리가 뭔가요?</h2>
<p>WebAssembly는 최신 웹 브라우저에서 실행할 수 있는 새로운 유형의 코드이며 새로운 기능과 성능 면에서 큰 이점을 제공합니다. 직접 코드를 작성하는 것이 아니라 C, C ++, RUST 등의 저급 소스 언어를 효과적으로 컴파일하도록 고안되었습니다.</p>
<p>이는 웹 플랫폼에 큰 영향을 미칩니다. 이전에 불가능했던 웹에서 실행되는 클라이언트 응용 프로그램을 사용하여 웹에서 여러 언어로 작성된 코드를 네이티브에 가까운 속도로 실행하는 길을 제공합니다.</p>
<p>게다가 WebAssembly 코드를 사용하여 이를 활용하는 방법을 알 필요조차 없습니다. WebAssembly 모듈을 웹 (또는 Node.js) 앱으로 가져와 JavaScript를 통해 사용할 수 있도록 할 수 있습니다. JavaScript 프레임 워크는 WebAssembly를 사용하여 대규모 성능 이점과 새로운 기능을 제공하면서도 웹 개발자가 쉽게 기능을 사용할 수 있도록 할 수 있습니다.</p>
<h2 id="웹어셈블리의_목표">웹어셈블리의 목표</h2>
<p>웹어셈블리는 <a href="https://www.w3.org/community/webassembly/">W3C 웹어셈블리 커뮤니티 그룹</a>에서 다음과 같은 목표들로 만들어지고 있는 열린 표준입니다:</p>
<ul>
<li>빠르고, 효과적이고, 이식성이 좋을 것 — 웹어셈블리 코드는 <a href="http://webassembly.org/docs/portability/#assumptions-for-efficient-execution">일반적인 하드웨어들이 제공하는 기능</a>을 활용하여 여러종류의 플랫폼 위에서 거의 네이티브에 가까운 속도로 실행될 수 있습니다.</li>
<li>읽기 쉽고 디버깅이 가능할 것 — 웹어셈블리는 저수준 어셈블리 언어지만, 손으로 작성하고, 보고, 디버깅할 수는 있도록, 사람이 충분히 읽을 수 있는 수준의 텍스트 포맷을 갖고있습니다 (아직 스펙이 다듬어지는 중이긴 합니다).</li>
<li>안전함을 유지할 것 — 웹어셈블리는 샌드박싱된 실행환경에서 안전하게 돌아갈 수 있도록 설계되었습니다. 웹상의 다른 코드와 마찬가지로, 웹어셈블리 코드도 브라우저의 동일한 출처(same-origin)와 권한정책을 강제할 것입니다.</li>
<li>웹을 망가뜨리지 않을 것 — 웹어셈블리는 다른 웹 기술과 마찰없이 사용되면서 하위호환성을 관리할 수 있도록 설계되었습니다.</li>
</ul>
<div class="note">
<p><strong>참고</strong>: 웹어셈블리는 웹과 자바스크립트 환경 밖에서도 사용될 것입니다. (<a href="http://webassembly.org/docs/non-web/">Non-web embeddings</a> 참고).</p>
</div>
<h2 id="WebAssembly는_웹_플랫폼에_어떻게_적용될까요">WebAssembly는 웹 플랫폼에 어떻게 적용될까요?</h2>
<p>웹 플랫폼을 다음과 같이 두 부분으로 나눠서 생각해볼 수 있습니다:</p>
<ul>
<li>자바스크립트같이 우리가 만든 앱을 구성하는 코드를 돌리는 가상머신(VM).</li>
<li>웹브라우저나 하드웨어의 기능을 호출해서 웹앱이 뭔가를 하도록 만들 수 있는 <a href="/en-US/docs/Web/API">Web API</a>의 집합 (<a href="/en-US/docs/Web/API/Document_Object_Model">DOM</a>, <a href="/en-US/docs/Web/API/CSS_Object_Model">CSSOM</a>, <a href="/en-US/docs/Web/API/WebGL_API">WebGL</a>, <a href="/en-US/docs/Web/API/IndexedDB_API">IndexedDB</a>, <a href="/en-US/docs/Web/API/Web_Audio_API">Web Audio API</a> 등등).</li>
</ul>
<p>이전까지 웹브라우저의 VM은 오직 자바스크립트만 불러올 수 있었습니다. 오늘날의 웹에서 사람들이 겪는 대부분의 문제를 해결하기에 자바스크립트가 충분히 잘 작동했다고 볼 수 있기는 합니다. 하지만 3D 게임이나, 가상/증강현실, 영상처리, 이미지/비디오 편집, 그 외 네이티브 성능을 필요로하는 여러 분야의 사례(<a href="http://webassembly.org/docs/use-cases/">웹어셈블리 사용례</a> 참고)에서는 성능상의 문제에 부딪혀왔죠.</p>
<p>거기에 더해서 아주 큰 자바스크립트 애플리케이션을 다운받고 파싱하고 컴파일하는 비용은 감당하기 힘들 수가 있습니다. 모바일이라거나 다른 리소스가 많이 제한된 환경에서는 이런 성능병목현상이 더 두드러지게 나타나기도 합니다.</p>
<p>WebAssembly는 자바스크립트와는 다른 언어이지만, 자바스크립트를 대체하기 위해서 만들어지지는 않았습니다. 대신 자바스크립트와 나란히 돌아가면서 서로의 부족한 점을 보완하여 웹개발자가 두 언어의 강점을 동시에 취할 수 있도록 설계되었죠:</p>
<ul>
<li>자바스크립트는 웹 애플리케이션을 작성하기에 좋은 유연하고 표현력 있는 고수준 언어입니다. 게다가 동적타입 언어라 컴파일 과정이 필요 없고, 강력한 프레임웍, 라이브러리, 여타 도구들을 제공하는 거대한 생태계 또한 갖고 있습니다.</li>
<li>웹어셈블리는 어셈블리같이 컴팩트한 바이너리 포맷을 갖고있는 저수준 언어로써 네이티브에 가까운 성능을 제공하기도 하고, C++이나 Rust같이 저수준의 메모리 모델을 가진 언어의 컴파일 타겟으로써 그런 언어로 작성된 프로그램을 웹에서 돌릴 수 있게 해줍니다. (참고로 웹어셈블리는 미래에 가비지콜렉션 메모리 모델을 가진 언어들을 지원할 <a href="http://webassembly.org/docs/high-level-goals/">고수준 목표</a>도 갖고 있습니다.)</li>
</ul>
<p>브라우저에 WebAssembly 가 등장하면서 앞에서 이야기했던 VM은 이제 JavaScript와 WebAssembly 두 가지 유형의 코드를 불러오고 실행합니다.</p>
<p>필요하면 다른 형식의 코드끼리 서로를 호출할 수도 있습니다 — <a href="/ko/docs/Web/JavaScript/Reference/Global_Objects/WebAssembly">웹어셈블리 자바스크립트 API</a>가 익스포트된 웹어셈블리 코드를 일반적으로 부를 수 있는 자바스크립트 함수로 감싸고, 웹어셈블리 코드에서도 동기적으로 일반 자바스크립트 함수를 호출할 수 있습니다. 사실 웹어셈블리의 기본 단위는 모듈이라고 불리고, 웹어셈블리 모듈은 여러모로 ES6 모듈과 대칭적입니다.</p>
<h3 id="웹어셈블리의_핵심_컨셉">웹어셈블리의 핵심 컨셉</h3>
<p>어떻게 웹어셈블리가 브라우저에서 돌아가는지 이해하기 위해서 필요한 몇가지 핵심 컨셉들이 있습니다. 이 모든 컨셉은 <a href="/en-US/docs/Web/JavaScript/Reference/Global_Objects/WebAssembly">웹어셈블리 자바스크립트 API</a>에 반영돼있습니다.</p>
<ul>
<li><strong>모듈</strong>: 실행 가능한 컴퓨터 코드로 브라우저에서 컴파일된 WebAssembly 바이너리입니다. 모듈은 stateless이며 <a href="/en-US/docs/Web/API/Blob">Blob</a>처럼 Windows와 <a href="/ko/docs/MDN/Doc_status/API/WebWorkers">worker</a> 간에 <code><a href="https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/API/MessagePort/postMessage">postMessage()</a></code>를 통해 명시적으로 공유 할 수 있습니다. 모듈은 ES2015 모듈과 마찬가지로 가져오기 및 내보내기를 선언합니다.</li>
<li><strong>메모리</strong>: 웹어셈블리의 저수준 메모리 접근 명령어에 의해 읽고 쓰여지는 바이트들의 선형 배열인, 사이즈 조절이 가능한 어레이버퍼(ArrayBuffer)입니다.</li>
<li><strong>테이블</strong>: (안전성이나 이식성 등을 위해서) 날(raw) 바이트로 메모리에 저장될 수 없는 (예를 들면 함수를 가리키는) 레퍼런스의, 사이즈 조절 가능한 형식 지정된 배열입니다.</li>
<li><strong>인스턴스</strong>: 모듈과 그 모듈이 사용하는 모든 상태의 쌍입니다. 모듈의 상태로는 메모리, 테이블, 임포트된 값의 집합 등이 있습니다. 인스턴스는 ES6 모듈처럼 특정한 전역에 특정한 임포트의 집합과 함께 로드됩니다.</li>
</ul>
<p>자바스크립트 API는 모듈, 메모리, 테이블, 인스턴스를 생성하는 방법을 제공합니다. 자바스크립트 코드에서는, 웹어셈블리 인스턴스에서 일반 자바스크립트 함수의 형태로 노출한 익스포트를 동기적으로 호출할 수 있습니다. 웹어셈블리 코드 또한, 웹어셈블리 인스턴스의 임포트 형식으로 넘겨받은 임의의 자바스크립트 함수를 동기적으로 호출할 수 있습니다.</p>
<p>웹어셈블리 코드를 다운로드하고, 컴파일하고, 돌리는 일련의 과정을 온전히 자바스크립트로 제어할 수 있기 때문에, 자바스크립트 개발자는 웹어셈블리를 그저 효율적으로 고성능 함수를 생성하기 위한 자바스크립트의 기능이라고 생각해도 무방합니다.</p>
<p>미래에는 웹어셈블리 모듈이 (<code><script type='module'></code>을 사용해서) <a href="https://github.com/WebAssembly/proposals/issues/12">ES2015모듈처럼 로드 가능하게 </a>될 것입니다. 이러면 웹어셈블리 모듈을 다운받고, 컴파일하고, 임포트하는 과정이 ES2015 모듈처럼 쉬워지게 되겠죠.</p>
<h2 id="웹어셈블리를_써보고_싶은데_어떻게_시작해야하나요">웹어셈블리를 써보고 싶은데 어떻게 시작해야하나요?</h2>
<p>웹어셈블리의 바이너리 포맷과 이 바이너리 코드를 불러와서 돌리는 API가 있다는 기초 컨셉에 대해서 알아보았으니, 이제 어떻게 이 컨셉을 실제로 사용할 수 있는지 알아봅시다.</p>
<p>웹어셈블리 생태계는 이제 막 태동하는 단계입니다. 더 많은 도구들이 앞으로 쏟아져나오겠죠. 현재 네가지 방법이 있습니다:</p>
<ul>
<li><a href="/ko/docs/Mozilla/Projects/Emscripten">엠스크립튼</a>으로 c/c++ 애플리케이션 포팅하기.</li>
<li>어셈블리 수준에서 바로 WebAssembly를 작성하거나 생성하기.</li>
<li>Rust 응용 프로그램을 작성하고 WebAssembly를 출력으로 지정합니다.</li>
<li>TypeScript와 비슷한 <a href="https://docs.assemblyscript.org/">AssemblyScript</a>를 사용하여 WebAssembly바이너리 컴파일.</li>
</ul>
<p>이 선택지들에 대해서 얘기해봅시다:</p>
<h3 id="CC로부터_포팅하기">C/C++로부터 포팅하기</h3>
<p>WASM 코드를 작성하기위한 많은 옵션 중 두 가지는 온라인 Wasm 어셈블러 또는 <a href="https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Mozilla/Projects/Emscripten">Emscripten</a>입니다. 다음과 같은 수많은 WASM 어셈블러 선택 항목이 있습니다.</p>
<ul>
<li><a href="https://wasdk.github.io/WasmFiddle/">WasmFiddle</a></li>
<li><a href="https://anonyco.github.io/WasmFiddle/">WasmFiddle++</a></li>
<li><a href="https://mbebenita.github.io/WasmExplorer/">WasmExplorer</a></li>
</ul>
<p>이것들은 시작해야 할 곳을 찾는 사람들을 위한 훌륭한 자료이지만 도구 및 Emscripten과 같은 최적화가 부족합니다.</p>
<p>Emscripten 도구를 사용하면 C/C++ 소스코드를 가져와서 .wasm 모듈로 컴파일하고, 이 모듈을 불러와서 돌리는데 필요한 자바스크립트 "접착제(glue)" 코드를 끼워넣고, HTML 문서에 코드의 실행결과를 출력할 수도 있습니다.</p>
<p><img alt="" src="https://mdn.mozillademos.org/files/14647/emscripten-diagram.png" style="display: block; height: 104px; margin: 0px auto; width: 764px;"></p>
<p>핵심만 요약하면 절차는 다음과 같습니다:</p>
<ol>
<li>엠스크립튼은 우선 C/C++ 소스코드를 clang+LLVM (OSX의 XCode 등에 사용될 정도로 성숙한 오픈소스 C/C++ 컴파일러 툴체인) 에 던져줍니다.</li>
<li>엠스크립튼이 clang+LLVM의 컴파일 결과를 받아다가 .wasm 바이너리로 변환시켜줍니다.</li>
<li>웹어셈블리는 그 자체로는 DOM에 바로 접근할 수가 없습니다. 단지 자바스크립트를 호출하면서 정수나 부동소수점 기초 자료형을 넘겨줄 수 있을 뿐이죠. 따라서 웹 API에 접근하려면 웹 API를 호출하는 자바스크립트를 통할 필요가 있습니다. 그래서 엠스크립튼은 이걸 해주는 HTML과 자바스크립트 접착제 코드를 같이 생성해줍니다.</li>
</ol>
<div class="note">
<p><strong>참고</strong>: 나중에는 <a href="http://webassembly.org/docs/gc/">웹어셈블리가 웹API를 바로 호출</a>하게 만들 계획입니다.</p>
</div>
<p>자바스크립트 접착제 코드가 아마 여러분이 생각하는 것처럼 단순하지는 않을 겁니다. 우선 엠스크립튼은 <a href="https://en.wikipedia.org/wiki/POSIX">POSIX</a>의 일부분과 <a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Simple_DirectMedia_Layer">SDL</a>, <a href="https://en.wikipedia.org/wiki/OpenGL">OpenGL</a>, <a href="https://en.wikipedia.org/wiki/OpenAL">OpenAL</a>같은 유명 C/C++ 라이브러리를 직접 구현하는데요, 이 라이브러리들은 웹 API 위에서 구현돼야하기 때문에, 기저를 이루는 웹 API에 웹어셈블리를 연결시키기 위한 자바스크립트 접착제 코드가 각각의 라이브러리에 있어야 합니다.</p>
<p>그래서 접착제 코드의 일부분은 C/C++ 코드에서 사용되는 각각의 라이브러리 기능을 구현하는 코드입니다. 그리고 상기한 웹어셈블리 자바스크립트 API를 사용해서 .wasm 파일을 불러와 실행하는 로직도 같이 담고있습니다.</p>
<p>생성된 HTML문서는 자바스크립트 접착제 코드를 불러오고 표준출력(stdout)을 {{htmlelement("textarea")}}에 작성합니다. 만약 애플리케이션이 OpenGL을 사용하고있으면 HTML 안에 렌더링 타겟으로 사용되는 {{htmlelement("canvas")}} 엘리먼트가 포함됩니다. 이 엠스크립튼 출력물을 여러분의 웹앱에 맞도록 뜯어고치는 작업은 매우 쉽습니다.</p>
<p>엠스크립튼에 대한 전체 문서는 <a href="http://emscripten.org">emscripten.org</a>에서 볼 수 있습니다. 툴체인을 구성하고 C/C++ 앱을 웹어셈블리로 컴파일하는 방법은 <a href="/ko/docs/WebAssembly/C_to_wasm">Compiling from C/C++ to WebAssembly</a> 문서를 참고하세요.</p>
<h3 id="웹어셈블리를_직접_작성하기">웹어셈블리를 직접 작성하기</h3>
<p>런타임에 웹어셈블리를 생성해내는 자바스크립트 라이브러리나, 여러분만의 컴파일러 또는 도구를 직접 만들고 싶으신가요?</p>
<p>실제 하드웨어의 어셈블리 언어처럼, 웹어셈블리의 바이너리 포맷에도 그와 1:1로 대응하는 문자형 표현이 존재합니다. <a href="http://webassembly.org/getting-started/advanced-tools/">웹어셈블리 텍스트를 바이너리로 바꿔주는 도구들</a>을 활용해서 직접 작성한 텍스트 포맷을 바이너리 포맷으로 변환시켜볼 수 있습니다.</p>
<p><a href="https://developer.mozilla.org/en-US/docs/WebAssembly/Text_format_to_wasm">웹어셈블리 텍스트 형식을 wasm으로 변환하기</a>에서는 이를 어떻게 하는지 간단하게 설명해줍니다. </p>
<h3 id="Rust로_WebAssembly_작성하기">Rust로 WebAssembly 작성하기</h3>
<p>Rust WebAssembly 워킹 그룹의 끊임없는 노력 덕분에 Rust 코드를 작성하고 WebAssembly로 컴파일 할 수 있습니다. 필요한 툴 체인을 설치하고, 샘플 Rust 프로그램을 WebAssembly npm 패키지로 컴파일하고, 샘플 웹 애플리케이션의 샘플 <a href="/ko/docs/WebAssembly/Rust_to_wasm">Compiling from Rust to WebAssembly</a> 글을 통해 시작할 수 있습니다.</p>
<h3 id="AssemblyScript_사용하기">AssemblyScript 사용하기</h3>
<p>AssemblyScript는 Rust 혹은 C를 자세히 배우지 않고 WebAssembly를 활용해 보고 싶은 개발자를 위한 최고의 선택지입니다. AssemblyScript는 작은 번들을 만들고 C나 Rust보단 느립니다. <a href="https://docs.assemblyscript.org/">https://docs.assemblyscript.org/</a> 문서에서 확인해 보실 수 있습니다.</p>
<h2 id="요약">요약</h2>
<p>이 글에서는 웹어셈블리가 무엇이고, 왜 유용한지, 웹에 어떻게 적합하며 어떻게 사용할 수 있는지에 대해 설명합니다.</p>
<h2 id="바깥_고리">바깥 고리</h2>
<ul>
<li><a href="https://hacks.mozilla.org/category/webassembly/">WebAssembly articles on Mozilla Hacks blog</a></li>
<li><a href="https://research.mozilla.org/webassembly/">WebAssembly on Mozilla Research</a></li>
<li><a href="https://developer.mozilla.org/en-US/docs/WebAssembly/Loading_and_running">Loading and running WebAssembly code</a> — find out how to load your own WebAssembly module into a web page.</li>
<li><a href="https://developer.mozilla.org/en-US/docs/WebAssembly/Using_the_JavaScript_API">Using the WebAssembly JavaScript API</a> — find out how to use the other major features of the WebAssembly JavaScript API.</li>
</ul>
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