JavaScript는 인터프리터 언어인가?

#Interpreted_Language #Compiled_Language #Just_In_Time #V8

✓ Trigger

자바스크립트를 공부하던 중, “자바스크립트 엔진은 코드가 실행될 때 리터럴을 평가해 값을 생성한다"는 문장을 접하고 ‘자바스크립트는 인터프리터 언어인가?‘라는 생각이 들었다. 그래서 더 알아보다가 자바스크립트가 컴파일 언어로도 볼 수 있다는 글들을 보게 되었다. 이걸 계기로 더 깊이 서칭하게 되었고, 호기심이 생겨 추가로 알아보게 되었다.

✓ Overview

JavaScript is an interpreted language, not a compiled language. A program such as C++ or Java needs to be compiled before it is run. - web.stanford.edu

소스 코드는 컴파일이라는 과정을 거쳐 기계가 실행할 수 있는 바이트코드로 변환된다. 하지만 자바스크립트는 다르게 작동한다. 컴파일 단계 없이 브라우저 내에서 인터프리터가 코드를 읽고 각 줄을 해석해 실행한다. 현대 브라우저는 종종 Just-In-Time (JIT) 컴파일을 사용해 자바스크립트를 실행 직전에 실행 가능한 바이트코드로 컴파일한다.

✓ After V8…

V8 increases performance by compiling JavaScript to native machine code before executing it, versus executing bytecode or interpreting it. -V8, Chrome

자바스크립트는 정적 타입 언어가 아니라 동적 타입 언어다. 이 말은 소스 코드가 실행되기 전에 많은 값들이 알 수 없다는 뜻이다. 그래서 최적화가 어렵다. 따라서 각 코드 줄을 실행하면서 해석하는 방식, 즉 해석 접근 방식을 채택한다. 이는 다음 세 가지 이점을 고려한 것이다:

메모리 사용량 감소: 자바스크립트 코드를 기계 코드로 컴파일하는 것보다 바이트코드로 컴파일하는 것이 더 편리하다.
구문 분석 오버헤드 감소: 바이트코드는 간결해서 다시 구문 분석하기 쉽다.
간소화된 컴파일 파이프라인: 바이트코드는 TurboFan을 통해 최적화하거나 디옵티마이징할 때도 유리하다.

V8 architecture

Before V8 5.9 version

v8-architecture-before

V8 엔진 5.9 버전 이전에는 Full-codegen과 Crankshaft라는 두 개의 컴파일러가 있었다.

Full-codegen은 Ignition과 함께 자바스크립트 코드를 바이트코드로 변환해 더 빠르게 실행할 수 있게 했다. Crankshaft는 TurboFan처럼 바이트코드를 최적화된 코드로 컴파일했다.

하지만 V8 엔진의 원래 의도는 Ignition과 TurboFan만 사용하는 것이다. 초기에는 이 둘의 성능이 크게 떨어져서 Full-codegen과 Crankshaft를 함께 사용했어야 했다. 그래서 구조가 오늘날보다 훨씬 복잡해졌다.

Now

v8-architecture-after

V8 엔진이 계속 발전하면서 Ignition과 TurboFan의 성능이 크게 향상되었다. 반면에 Full-codegen과 Crankshaft는 성능 향상을 따라잡지 못했다. 그래서 5.9 버전부터 이 두 컴포넌트가 엔진에서 제거되었다.

Interpreter-`Ignition`

Ignition은 자바스크립트 코드를 바이트코드로 변환하는 인터프리터다. 원래 소스 코드를 바이트코드로 번역해 컴퓨터가 더 쉽게 해석할 수 있게 한다. 코드를 자주 파싱할 필요를 줄이고 코드의 양을 줄여 메모리 공간을 효율적으로 관리한다.

Compiler-`TurboFan`

TurboFan은 V8 버전 5.9 이전에 사용된 Crankshaft 컴파일러를 완전히 대체한 최적화 컴파일러다. 자바스크립트 코드를 최적화하는 역할을 한다. TurboFan은 코드를 바이트코드로 자주 변환하는 것을 최소화한다.

런타임 동안 V8은 Profiler에게 함수나 변수 호출 빈도와 같은 데이터를 수집하도록 지시한다. 이렇게 수집된 데이터를 활용해 TurboFan은 코드 최적화를 수행한다.

✓ 그렇다면 자바스크립트를 컴파일 언어로 볼 수 있을까?

자바스크립트는 실행 전에 JIT 컴파일을 거치지만, 전통적인 컴파일 언어와는 다르게 프로그램 실행 중 실시간으로 컴파일이 이루어진다.
일반적으로 컴파일 언어는 소스 코드를 한 번에 기계어로 컴파일한다. 반면 자바스크립트는 실행 중에도 컴파일을 거친다. 그래서 자바스크립트는 종종 “인터프리터 언어"로 분류되지만, JIT 컴파일을 통해 기계어로 변환되므로 컴파일 언어로도 볼 수 있다.
결국, 자바스크립트는 전통적인 컴파일 언어나 인터프리터 언어 어느 한쪽으로 엄밀히 분류되지 않는다.