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자바스크립트와 웹어셈블리

자바스크립트와 웹어셈블리

이 기사는 자바스크립트와 웹어셈블리에 대해 설명합니다.

WebAssembly의 기본을 설명하고 JavaScript와 WebAssembly 간의 관계 및 활용 사례를 자세히 살펴보겠습니다.

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자바스크립트와 웹어셈블리

자바스크립트와 웹어셈블리(Wasm)는 웹 개발에서 중요한 기술입니다. 각각 다른 역할을 하지만, 서로를 보완하여 더 빠르고 효율적인 웹 애플리케이션을 구현할 수 있습니다.

웹어셈블리란 무엇인가요?

웹어셈블리는 C, C++, Rust와 같은 고수준 언어를 컴파일하여 생성된 바이너리 명령어 포맷으로, 브라우저에서 실행 가능합니다. 웹어셈블리는 자바스크립트보다 훨씬 빠르게 실행되며, 네이티브 애플리케이션에 필적하는 성능을 웹 애플리케이션에 제공합니다.

웹어셈블리의 특징

  • 고성능 바이너리 형식으로 컴파일되기 때문에 매우 빠르게 실행되며, CPU 집약적인 작업에서 뛰어난 성능을 발휘합니다.
  • 언어에 구애받지 않음 C와 Rust와 같은 컴파일 언어에서 WebAssembly를 생성할 수 있어 기존 네이티브 코드를 웹으로 포팅하기가 더 쉬워집니다.
  • 폭넓은 호환성 Chrome과 Safari를 비롯한 주요 브라우저가 WebAssembly를 지원합니다.

JavaScript와 WebAssembly의 통합

WebAssembly는 JavaScript를 대체하는 기술이 아니라 보완하는 기술입니다. JavaScript는 UI 조작과 네트워크 통신에 강하고, WebAssembly는 연산 집약적인 작업을 처리합니다. 두 기술을 결합하면 성능과 유연성을 모두 확보할 수 있습니다.

WebAssembly 호출

WebAssembly 모듈은 JavaScript에서 호출할 수 있습니다. JavaScript는 WebAssembly 모듈의 메모리 및 함수에 접근할 수 있으며, 이를 통해 복잡한 프로세스를 WebAssembly에서 실행하고 결과를 JavaScript로 받아 처리하는 시나리오를 구현할 수 있습니다.

아래는 JavaScript에서 WebAssembly 모듈을 로드하는 기본 예제입니다.

1// Fetch and initialize the WebAssembly module
2fetch('module.wasm')
3    .then(response => response.arrayBuffer())
4    .then(bytes => WebAssembly.instantiate(bytes, {}))
5    .then(results => {
6        const instance = results.instance;
7        // Example: Call the add function
8        console.log(instance.exports.add(10, 20));
9    });

이 예제에서는 .wasm 파일을 가져오고, 해당 바이너리 데이터를 WebAssembly.instantiate 함수에 전달하여 인스턴스화합니다. JavaScript에서 인스턴스화된 WebAssembly 모듈의 내보낸 함수를 호출하여 결과를 얻을 수 있습니다.

JavaScript에서 WebAssembly 사용 예제

다음으로, WebAssembly에서 빠른 정수 덧셈을 수행하는 함수를 호출하는 간단한 예제를 살펴보겠습니다. 먼저, WebAssembly로 컴파일될 C 코드의 간단한 함수를 만듭니다.

1// add.c
2int add(int a, int b) {
3    return a + b;
4}

Emscripten(C/C++을 WebAssembly로 변환하는 도구)을 사용하여 이 파일을 컴파일하세요.

1emcc add.c -s WASM=1 -s EXPORTED_FUNCTIONS='["_add"]' -o add.wasm --no-entry

그런 다음 JavaScript에서 이 함수를 호출하여 결과를 얻습니다.

1fetch('http://localhost:3000/add.wasm')
2    .then(response => response.arrayBuffer())
3    .then(bytes => WebAssembly.instantiate(bytes, {}))
4    .then(results => {
5        const { add } = results.instance.exports;
6        console.log(add(5, 7)); // 12
7    });

이와 같은 방식으로 WebAssembly에서 계산 프로세스를 실행하고, 그 결과를 JavaScript에서 조작할 수 있습니다. WebAssembly는 비디오 처리나 물리 시뮬레이션과 같은 연산이 많은 워크로드에 적합하며, JavaScript만으로는 얻기 어려운 성능을 제공합니다.

WebAssembly의 실제 사용 사례

WebAssembly는 특히 다음과 같은 시나리오에서 유용합니다:.

  1. 게임 개발 WebAssembly는 브라우저 기반 게임에 필요한 고속 연산을 제공합니다. 물리 계산과 고급 그래픽 렌더링 엔진을 WebAssembly에서 구현하고, 상호작용 부분은 JavaScript에서 처리할 수 있습니다.

  2. 비디오 및 오디오 처리 비디오 인코딩/디코딩, 실시간 오디오 효과 등 대규모 미디어 처리도 WebAssembly의 성능 향상의 이점을 누릴 수 있습니다.

  3. 과학 컴퓨팅 연산 집약적인 시뮬레이션과 데이터 분석 또한 WebAssembly로 크게 가속할 수 있습니다. 예로는 수치 분석과 머신 러닝 모델의 실행이 포함됩니다.

  4. 기존 네이티브 애플리케이션 포팅 WebAssembly를 사용하면 C나 Rust로 작성된 기존 네이티브 코드를 브라우저에서 실행할 수 있습니다. 이를 통해 기존 소프트웨어 자산을 활용하고 이를 웹 애플리케이션으로 제공할 수 있습니다.

WebAssembly의 한계와 도전 과제

WebAssembly는 매우 강력하지만, 몇 가지 제한과 도전 과제도 존재합니다.

  • 제한적인 DOM 접근 WebAssembly 자체는 DOM에 직접 접근할 수 없습니다. JavaScript가 중간 매개 역할을 하여 WebAssembly가 고성능 계산에 집중할 수 있게 합니다.
  • 디버깅의 어려움 WebAssembly는 바이너리 형식이기 때문에 JavaScript에 비해 디버깅이 더 어렵습니다. 브라우저 개발 도구는 WebAssembly 디버깅을 지원하지만, JavaScript 디버깅만큼 직관적이지는 않습니다.
  • 학습 곡선 WebAssembly를 사용하려면 C나 Rust와 같은 컴파일 언어에 대한 지식이 필요합니다. 이 언어들에 익숙하지 않다면 WebAssembly를 배우는 진입 장벽이 더 높아질 수 있습니다.

요약

WebAssembly는 JavaScript의 유연성을 보완하고 브라우저에서 네이티브에 가까운 성능을 제공합니다. UI와 동적 상호작용은 JavaScript가, 연산은 WebAssembly가 담당하게 하면 두 기술의 강점을 최대한 활용할 수 있습니다. 두 가지를 결합함으로써 더 빠르고 고급 기능을 갖춘 웹 애플리케이션을 개발할 수 있게 됩니다.

위의 기사를 보면서 Visual Studio Code를 사용해 우리 유튜브 채널에서 함께 따라할 수 있습니다. 유튜브 채널도 확인해 주세요.

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자바스크립트의 SharedArrayBuffer