자바스크립트 모듈 시스템: ESM, CommonJS, AMD의 발전 과정

자바스크립트의 발전은 모듈 시스템과 불가분의 관계에 있습니다. 자바스크립트 프로젝트가 복잡해지면서 코드를 체계적으로 구성하고 공유하는 방법에 대한 필요성이 대두되었습니다. 이로 인해 각각의 장단점을 가진 다양한 모듈 시스템이 개발되었습니다. 이러한 시스템을 이해하는 것은 확장 가능하고 유지보수하기 쉬운 애플리케이션을 구축하려는 모든 자바스크립트 개발자에게 매우 중요합니다.

모듈 시스템이 중요한 이유

모듈 시스템이 등장하기 전, 자바스크립트 코드는 종종 일련의 전역 변수로 작성되어 다음과 같은 문제를 야기했습니다:

• 이름 충돌: 다른 스크립트가 우연히 동일한 변수 이름을 사용하여 예기치 않은 동작을 유발할 수 있습니다.
• 코드 구성: 코드를 논리적 단위로 구성하기 어려워 이해하고 유지보수하기가 힘들었습니다.
• 의존성 관리: 코드의 다른 부분 간의 의존성을 추적하고 관리하는 것이 수동적이고 오류가 발생하기 쉬운 과정이었습니다.
• 보안 문제: 전역 스코프에 쉽게 접근하고 수정할 수 있어 보안 위험이 있었습니다.

모듈 시스템은 코드를 재사용 가능한 단위로 캡슐화하고, 의존성을 명시적으로 선언하며, 이러한 단위의 로딩과 실행을 관리하는 방법을 제공하여 이러한 문제들을 해결합니다.

주요 시스템: CommonJS, AMD, ESM

세 가지 주요 모듈 시스템인 CommonJS, AMD, 그리고 ESM(ECMAScript 모듈)이 자바스크립트 생태계를 형성해 왔습니다. 각각에 대해 자세히 알아보겠습니다.

CommonJS

기원: 서버사이드 자바스크립트(Node.js)

주요 사용 사례: 서버사이드 개발. 번들러를 사용하면 브라우저에서도 사용 가능합니다.

주요 특징:

• 동기적 로딩: 모듈이 동기적으로 로드되고 실행됩니다.
• require()와 module.exports: 모듈을 가져오고 내보내는 핵심 메커니즘입니다.

예시:

// math.js const add = (a, b) => a + b; const subtract = (a, b) => a - b; module.exports = { add, subtract, };

// app.js const math = require('./math'); console.log(math.add(2, 3)); // 출력: 5 console.log(math.subtract(5, 2)); // 출력: 3

장점:

• 단순한 문법: 이해하고 사용하기 쉬우며, 특히 다른 언어에서 온 개발자들에게 친숙합니다.
• Node.js에서의 넓은 채택: 수년 동안 서버사이드 자바스크립트 개발의 사실상 표준이었습니다.

단점:

• 동기적 로딩: 네트워크 지연이 성능에 큰 영향을 미칠 수 있는 브라우저 환경에는 이상적이지 않습니다. 동기적 로딩은 메인 스레드를 차단하여 좋지 않은 사용자 경험을 유발할 수 있습니다.
• 브라우저에서 기본적으로 지원되지 않음: 브라우저에서 사용하려면 번들러(예: Webpack, Browserify)가 필요합니다.

AMD (비동기 모듈 정의)

기원: 브라우저사이드 자바스크립트

주요 사용 사례: 브라우저사이드 개발, 특히 대규모 애플리케이션.

주요 특징:

• 비동기적 로딩: 모듈이 비동기적으로 로드되고 실행되어 메인 스레드 차단을 방지합니다.
• define()과 require(): 모듈과 그 의존성을 정의하는 데 사용됩니다.
• 의존성 배열: 모듈이 자신의 의존성을 배열로 명시적으로 선언합니다.

예시 (RequireJS 사용):

// math.js define([], function() { const add = (a, b) => a + b; const subtract = (a, b) => a - b; return { add, subtract, }; });

// app.js require(['./math'], function(math) { console.log(math.add(2, 3)); // 출력: 5 console.log(math.subtract(5, 2)); // 출력: 3 });

장점:

• 비동기적 로딩: 차단을 방지하여 브라우저 성능을 향상시킵니다.
• 의존성 처리 용이: 명시적인 의존성 선언으로 모듈이 올바른 순서로 로드되도록 보장합니다.

단점:

• 장황한 문법: CommonJS에 비해 작성하고 읽기가 더 복잡할 수 있습니다.
• 현재는 인기가 적음: ESM과 모듈 번들러에 의해 대체되었지만, 레거시 프로젝트에서는 여전히 사용됩니다.

ESM (ECMAScript 모듈)

기원: 표준 자바스크립트 (ECMAScript 사양)

주요 사용 사례: 브라우저 및 서버사이드 개발 (Node.js 지원 포함)

주요 특징:

• 표준화된 문법: 공식 자바스크립트 언어 사양의 일부입니다.
• import와 export: 모듈을 가져오고 내보내는 데 사용됩니다.
• 정적 분석: 도구가 모듈을 정적으로 분석하여 성능을 개선하고 오류를 조기에 발견할 수 있습니다.
• 비동기적 로딩 (브라우저에서): 최신 브라우저는 ESM을 비동기적으로 로드합니다.
• 네이티브 지원: 브라우저와 Node.js에서 네이티브 지원이 증가하고 있습니다.

예시:

// math.js export const add = (a, b) => a + b; export const subtract = (a, b) => a - b;

// app.js import { add, subtract } from './math.js'; console.log(add(2, 3)); // 출력: 5 console.log(subtract(5, 2)); // 출력: 3

장점:

• 표준화됨: 자바스크립트 언어의 일부이므로 장기적인 호환성과 지원이 보장됩니다.
• 정적 분석: 고급 최적화 및 오류 감지를 가능하게 합니다.
• 네이티브 지원: 브라우저와 Node.js에서 네이티브 지원이 증가하여 트랜스파일링의 필요성을 줄여줍니다.
• 트리 셰이킹: 번들러가 사용하지 않는 코드(데드 코드 제거)를 제거하여 번들 크기를 줄일 수 있습니다.
• 더 명확한 문법: AMD에 비해 더 간결하고 가독성 좋은 문법을 가집니다.

단점:

• 브라우저 호환성: 구형 브라우저에서는 트랜스파일링(Babel과 같은 도구 사용)이 필요할 수 있습니다.
• Node.js 지원: Node.js가 이제 ESM을 지원하지만, 많은 기존 Node.js 프로젝트에서는 여전히 CommonJS가 지배적인 모듈 시스템입니다.

발전과 채택

자바스크립트 모듈 시스템의 발전은 웹 개발 환경의 변화하는 요구를 반영합니다:

• 초창기: 모듈 시스템 없이 전역 변수만 사용했습니다. 이는 작은 프로젝트에서는 관리 가능했지만 코드베이스가 커지면서 금방 문제가 되었습니다.
• CommonJS: Node.js와 함께 서버사이드 자바스크립트 개발의 요구를 해결하기 위해 등장했습니다.
• AMD: 브라우저에서 비동기 모듈 로딩의 문제를 해결하기 위해 개발되었습니다.
• UMD (Universal Module Definition): CommonJS와 AMD 환경 모두와 호환되는 모듈을 만드는 것을 목표로 하여 둘 사이의 다리 역할을 했습니다. ESM이 널리 지원되는 지금은 덜 중요합니다.
• ESM: 현재 브라우저와 서버사이드 개발 모두에서 선호되는 표준화된 모듈 시스템입니다.

오늘날 ESM은 표준화, 성능 이점, 그리고 증가하는 네이티브 지원에 힘입어 빠르게 채택되고 있습니다. 그러나 기존 Node.js 프로젝트에서는 CommonJS가 여전히 널리 사용되고 있으며, 레거시 브라우저 애플리케이션에서는 AMD를 여전히 찾아볼 수 있습니다.

모듈 번들러: 간극 메우기

Webpack, Rollup, Parcel과 같은 모듈 번들러는 현대 자바스크립트 개발에서 중요한 역할을 합니다. 이들은 다음과 같은 작업을 수행합니다:

• 모듈 결합: 여러 자바스크립트 파일(및 기타 자산)을 배포를 위해 하나 또는 몇 개의 최적화된 파일로 묶습니다.
• 코드 트랜스파일: 최신 자바스크립트(ESM 포함)를 구형 브라우저에서 실행될 수 있는 코드로 변환합니다.
• 코드 최적화: 성능 향상을 위해 축소(minification), 트리 셰이킹, 코드 분할과 같은 최적화를 수행합니다.
• 의존성 관리: 의존성을 해결하고 포함하는 과정을 자동화합니다.

브라우저와 Node.js에서 ESM을 네이티브로 지원하더라도, 모듈 번들러는 복잡한 자바스크립트 애플리케이션을 최적화하고 관리하는 데 여전히 유용한 도구입니다.

올바른 모듈 시스템 선택하기

"최고의" 모듈 시스템은 프로젝트의 특정 맥락과 요구 사항에 따라 다릅니다:

• 새 프로젝트: ESM은 표준화, 성능 이점 및 증가하는 네이티브 지원으로 인해 일반적으로 새 프로젝트에 권장되는 선택입니다.
• Node.js 프로젝트: 기존 Node.js 프로젝트에서는 여전히 CommonJS가 널리 사용되지만, ESM으로 마이그레이션하는 것이 점점 더 권장되고 있습니다. Node.js는 두 모듈 시스템을 모두 지원하므로 필요에 가장 적합한 것을 선택하거나 동적 import()를 사용하여 함께 사용할 수도 있습니다.
• 레거시 브라우저 프로젝트: 구형 브라우저 프로젝트에는 AMD가 존재할 수 있습니다. 성능 및 유지보수성 향상을 위해 모듈 번들러와 함께 ESM으로 마이그레이션하는 것을 고려하십시오.
• 라이브러리 및 패키지: 브라우저와 Node.js 환경 모두에서 사용될 라이브러리의 경우, 호환성을 극대화하기 위해 CommonJS와 ESM 버전을 모두 게시하는 것을 고려하십시오. 많은 도구가 이 작업을 자동으로 처리해 줍니다.

국경을 넘나드는 실제 사례

전 세계적으로 다양한 맥락에서 모듈 시스템이 어떻게 사용되는지에 대한 예시는 다음과 같습니다:

• 일본의 이커머스 플랫폼: 대규모 이커머스 플랫폼은 프론트엔드에 React와 함께 ESM을 사용하여 일본 사용자를 위한 페이지 로드 시간을 개선하고 번들 크기를 줄이기 위해 트리 셰이킹을 활용할 수 있습니다. Node.js로 구축된 백엔드는 점진적으로 CommonJS에서 ESM으로 마이그레이션할 수 있습니다.
• 독일의 금융 애플리케이션: 엄격한 보안 요구 사항이 있는 금융 애플리케이션은 Webpack을 사용하여 모듈을 번들링하여 모든 코드가 독일 금융 기관에 배포되기 전에 적절하게 검토되고 최적화되도록 할 수 있습니다. 이 애플리케이션은 새로운 구성 요소에는 ESM을, 더 오래되고 확립된 모듈에는 CommonJS를 사용할 수 있습니다.
• 브라질의 교육 플랫폼: 온라인 학습 플랫폼은 브라질 학생들을 위한 모듈의 비동기 로딩을 관리하기 위해 레거시 코드베이스에서 AMD(RequireJS)를 사용할 수 있습니다. 이 플랫폼은 성능과 개발자 경험을 개선하기 위해 Vue.js와 같은 최신 프레임워크를 사용하여 ESM으로 마이그레이션을 계획할 수 있습니다.
• 전 세계적으로 사용되는 협업 도구: 글로벌 협업 도구는 ESM과 동적 import()를 조합하여 사용자의 위치와 언어 설정에 따라 사용자 경험을 맞춤화하면서 필요에 따라 기능을 로드할 수 있습니다. Node.js로 구축된 백엔드 API는 점점 더 ESM 모듈을 사용하고 있습니다.

실용적인 통찰과 모범 사례

자바스크립트 모듈 시스템 작업 시 다음과 같은 실용적인 통찰과 모범 사례를 따르십시오:

• ESM 채택: 새 프로젝트에서는 ESM을 우선시하고 기존 프로젝트를 ESM으로 마이그레이션하는 것을 고려하십시오.
• 모듈 번들러 사용: 네이티브 ESM 지원이 있더라도 최적화 및 의존성 관리를 위해 Webpack, Rollup 또는 Parcel과 같은 모듈 번들러를 사용하십시오.
• 번들러 올바르게 구성: 번들러가 ESM 모듈을 올바르게 처리하고 트리 셰이킹을 수행하도록 구성되었는지 확인하십시오.
• 모듈식 코드 작성: 모듈성을 염두에 두고 코드를 설계하여 큰 구성 요소를 더 작고 재사용 가능한 모듈로 나누십시오.
• 의존성 명시적 선언: 각 모듈의 의존성을 명확하게 정의하여 코드의 명확성과 유지보수성을 향상시키십시오.
• TypeScript 사용 고려: TypeScript는 정적 타이핑과 개선된 도구를 제공하여 모듈 시스템 사용의 이점을 더욱 향상시킬 수 있습니다.
• 최신 정보 유지: 자바스크립트 모듈 시스템 및 모듈 번들러의 최신 개발 동향을 계속 주시하십시오.
• 모듈 철저히 테스트: 단위 테스트를 사용하여 개별 모듈의 동작을 검증하십시오.
• 모듈 문서화: 다른 개발자가 쉽게 이해하고 사용할 수 있도록 각 모듈에 대한 명확하고 간결한 문서를 제공하십시오.
• 브라우저 호환성 유의: Babel과 같은 도구를 사용하여 코드를 트랜스파일하여 구형 브라우저와의 호환성을 보장하십시오.

결론

자바스크립트 모듈 시스템은 전역 변수 시대에서 먼 길을 왔습니다. CommonJS, AMD, ESM은 각각 현대 자바스크립트 환경을 형성하는 데 중요한 역할을 했습니다. 이제 ESM이 대부분의 새 프로젝트에서 선호되는 선택이지만, 이러한 시스템의 역사와 발전을 이해하는 것은 모든 자바스크립트 개발자에게 필수적입니다. 모듈성을 채택하고 올바른 도구를 사용함으로써 전 세계 사용자를 위한 확장 가능하고 유지보수하기 쉬우며 성능이 뛰어난 자바스크립트 애플리케이션을 구축할 수 있습니다.

추가 자료

• ECMAScript 모듈: MDN 웹 문서
• Node.js 모듈: Node.js 문서
• Webpack: Webpack 공식 웹사이트
• Rollup: Rollup 공식 웹사이트
• Parcel: Parcel 공식 웹사이트