Part6_TypeSciprtCompile
김용현
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6. 타입스크립트 컴파일

6.1 자바스크립트의 런타임과 타입스크립트의 컴파일

6.1.1 런타임과 컴파일

자바스크립트는 대표적인 고수준 언어에 속하며 컴파일러나 인터프리터에 의해 저수준 프로그래밍 언어 즉, 기계가 이해할 수 있는 언어로 번역되어 실행된다.

프로그램을 만들기 위해 개발자는 소스코드를 작성한다. 소스코드는 컴파일러에 의해 기계어 코드로 변환되어 실행이 가능한 프로그램이 되는데 이 단계를 컴파일타임이라고 부른다. 다시 말해 컴파일타임은 소스코드가 컴파일 과정을 거쳐 컴퓨터가 인식할 수 있는 기계어 코드로 변환되어 실행할 수 있는 프로그램이 되는 과정을 의미한다.

소스코드의 컴파일이 완료되면 프로그램이 메모리에 적재되어 실행되는데 이 시간을 런타임이라고 한다. 즉, 런타임은 컴파일 과정을 마친 응용 프로그램이 사용자에 의해 실행되는 과정이다.

6.1.2 자바스크립트 런타임

자바스크립트를 해석하고 실행하는 역할을 하는 V8 엔진은 때때로 자바스크립트 코드를 최적화하기 위해 컴파일 단계를 거친다. 이 과정은 실행 속도를 향상하기 위한 목적으로 자바스크립트 코드를 캐싱하여 이후 실행시간을 단축한다.

6.1.3 타입스크립트의 컴파일

타입스크립트 컴파일러가 소스코드를 컴파일하여 프로그램이 실행되기까지의 과정을 정리하면 다음과 같다.

  1. 타입스크립트 소스코드를 타입스크립트 AST로 만든다. (tsc)
  2. 타입 검사기가 AST를 확인하여 타입을 확인한다. (tsc)
  3. 타입스크립트 AST를 자바스크립트 소스로 변환한다. (tsc)
  4. 자바스크립트 소스코드를 자바스크립트 AST로 만든다. (런타임)
  5. AST가 바이트 코드로 변환된다. (런타임)
  6. 런타임에서 바이트 코드가 평가되어 프로그램이 실행된다. (런타임)

💡 AST (Abstract Syntax Tree)

  • 컴파일러가 소스코드를 해석하는 과정에서 생성된 데이터 구조다. 컴파일러는 어휘적분석과 구문 분석을 통해 소스코드를 노드 단위의 트리 구조로 구성한다.

6.2 타입스크립트 컴파일러의 동작

타입스크립트 컴파일러는 타입스크립트 소스가 자바스크립트 소스로 변환되는 모든 과정에 영향을 준다.

6.2.1 코드 검사기로서의 타입스크립트 컴파일러

타입스크립트는 정적으로 코드를 분석하여 에러를 검출하며, 코드를 실행하기 전에 자바스크립트 런타임에서 발생할 수 있는 에러를 사전에 알려준다. 즉, 컴파일타임에 문법 에러와 타입 관련 에러를 모두 검출한다.

6.2.2 코드 변환기로서의 타입스크립트 컴파일러

타입스크립트 컴파일러는 타입을 검사한 다음에 타입스크립트 코드를 각자의 런타임 환경에서 동작할 수 있도록 구버전의 자바스크립트로 트랜스파일한다.

6.3 타입스크립트 컴파일러의 구조

타입스크립트 컴파일러는 다섯 단계를 거쳐 타입 검사와 자바스크립트 소스 변환을 진행한다.

6.3.1 프로그램(Program)

먼저 전체적인 컴파일 과정을 관리하는 프로그램 객체(인스턴스)가 생성된다. 이 프로그램 객체는 컴파일할 타입스크립트 소스 파일과 소스 파일 내에서 임포트된 파일을 불러오는데, 가장 최초로 불러온 파일을 기준으로 컴파일 과정이 시작된다.

6.3.2 스캐너(Scanner)

스캐너는 타입스크립트 소스 파일을 어휘적으로 분석하여 토큰을 생성하는 역할을 한다. 다시 말해 소스코드를 작은 단위로 나누어 의미 있는 토큰으로 변환하는 작업을 수행한다.

6.3.3 파서(Parser)

스캐너가 소스 파일을 토큰으로 나눠주면 파서는 그 토큰 정보를 이용하여 AST를 생성한다. 스캐너는 어휘적 분석을 통해 토큰 단위로 소스코드를 나누지만 파서는 이렇게 생성된 토큰 목록을 활용하여 구문적 분석을 수행한다. 이를 통해 코드의 실질적인 구조를 노드 단위의 트리 형태로 표현한다.

6.3.4 바인더(Binder)

바인더의 주요 역할은 체커단계에서 타입 검사를 할 수 있도록 기반을 마련하는 것이다. 바인더는 타입 검사를 위해 심볼이라는 데이터 구조를 생성한다. 심볼은 이전 단계의 AST에서 선언된 타입의 노드 정보를 저장한다.

6.3.5 체커(Checker)와 이미터(Emitter)

체커는 파서가 생성한 AST와 바인더가 생성한 심볼을 활용하여 타입 검사를 수행한다. 체커의 타입 검사는 다음 컴파일 단계인 이미터에서 실행된다.

이미터는 타입스크립트 소스 파일을 변환하는 역할을 한다. 즉, 타입스크립트 소스를 자바스크립트 파일과 타입 선언 파일로 생성한다.

💡 타입 스크립트의 컴파일 과정

  1. tsc 명령어를 실행하여 프로그램 객체가 컴파일 과정을 시작한다.
  2. 스캐너는 소스 파일을 토큰 단위로 분리한다.
  3. 파서는 토큰을 이용하여 AST를 생성한다.
  4. 바인더는 AST의 각 노드에 대응하는 심볼을 생성한다. 심볼은 선언된 타입의 노드 정보를 담고 있다.
  5. 체커는 AST를 탐색하면서 심볼 정보를 활용하여 타입 검사를 수행한다.
  6. 타입 검사 결과 에러가 없다면 이미터를 사용해서 자바스크립트 소스 파일로 변환한다.
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