모듈(module)이란 애플리케이션을 구성하는 개별적 요소로서 재사용 가능한 코드 조각을 말합니다.
일반적으로 모듈은 기능을 기준으로 파일 단위로 분리합니다.
이때 모듈이 성립하려면 모듈은 자신만의 파일 스코프(모듈 스코프) 를 가질 수 있어야 합니다.
자신만의 파일 스코프를 갖는 모듈의 자산(모듈에 포함되어 있는 변수, 함수, 객체 등)은 기본적으로 비공개 상태입니다.
다시 말해, 자신만의 파일 스코프를 갖는 모듈의 모든 자산은 캡슐화되어 다른 모듈에서 접근할 수 없습니다.
즉, 모듈은 개별적 존재로서 애플리케이션과 분리되어 존재합니다.
하지만 애플리케이션과 완전히 분리되어 개별적으로 존재하는 모듈은 재사용이 불가능하므로 존재의 의미가 없습니다.
모듈은 애플리케이션이나 다른 모듈에 의해 재사용되어야 의미가 있습니다.
따라서 모듈은 공개가 필요한 자산에 한정하여 명시적으로 선택적 공개가 가능합니다.
이를 export 라 합니다.
공개(export)된 모듈의 자산은 다른 모듈에서 재사용할 수 있습니다.
이때 공개된 모듈의 자산을 사용하는 모듈을 모듈 사용자(module consumer)라 합니다.
모듈 사용자는 모듈이 공개(export)한 자산 중 일부 또는 전체는 선택해 자신의 스코프 내로 불러들여 재사용할 수 있습니다.
이를 import 라 합니다.
이처럼 모듈은 애플리케이션과 분리되어 개별적으로 존재하다가 필요에 따라 다른 모듈에 의해 재사용됩니다.
모듈은 기능별로 분리되어 개별적인 파일로 작성됩니다.
따라서 코드의 단위를 명확히 분리하여 애플리케이션을 구성할 수 있고, 재사용성이 좋아서 개발 효율성과 유지보수성을 높일 수 있습니다.
자바스크립트는 웹페이지의 단순한 보조 기능을 처리하기 위한 제한적인 용도를 목적으로 태어났습니다.
이러한 태생적 한계로 인해 다른 프로그래밍 언어와 비교할 때 부족한 부분이 있는 것이 사실입니다.
대표적인 것이 모듈 시스템을 지원하지 않는다는 것입니다.
다시 말해, 자바스크립트는 모듈이 성립하기 위해 필요한 파일 스코프와 import, export 를 지원하지 않았습니다.
C 언어는 #include, 자바는 import 등 대부분의 프로그래밍 언어는 모듈 기능을 가지고 있습니다.
하지만 클라이언트 사이드 자바스크립트는 script 태그를 사용하여 외부의 자바스크립트 파일을 로드할 수는 있지만 파일마다 독립적인 파일 스코프를 갖지 않습니다.
다시 말해, 자바스크립트 파일을 여러 개의 파일로 분리하여 script 태그로 로드해도 분리된 자바스크립트 파일들은 결국 하나의 자바스크립트 파일 내에 있는 것처럼 동작합니다.
즉, 모든 자바스크립트 파일은 하나의 전역을 공유합니다.
따라서 분리된 자바스크립트 파일들의 전역 변수가 중복되는 등의 문제가 발생할 수 있습니다.
이것으로는 모듈을 구현할 수 없습니다.
자바스크립트를 클라이언트 사이드, 즉 브라우저 환경에 국한하지 않고 범용적으로 사용하려는 움직임이 생기면서 모듈 시스템은 반드시 해결해야 하는 핵심 과제가 되었습니다.
이런 상황에서 제안된 것이 CommonJS와 AMD(Asynchronous Module Definition)입니다.
이로써 자바스크립트의 모듈 시스템은 크게 CommonJS와 AMD 진영으로 나뉘게 되었고 브라우저 환경에서 모듈을 사용하기 위해서는 CommonJS와 AMD를 구현한 모듈 로더 라이브러리를 사용해야 하는 상황이 되었습니다.
자바스크립트 런타임 환경인 Node.js는 모듈 시스템의 사실상 표준(de facto standard)인 CommonJS를 채택했고 독자적인 진화를 거쳐, 현재는 CommonJS 사양과 100% 동일하지는 않지만 기본적으로 CommonJS 사양을 따르고 있습니다.
즉, Node.js는 ECMAScript 표준 사양은 아니지만 모듈 시스템을 지원합니다.
따라서 Node.js 환경에서는 파일별로 독립적인 파일 스코프(모듈 스코프)를 갖습니다.
이러한 상황에서 ES6에서는 클라이언트 사이드 자바스크립트에서도 동작하는 모듈 기능을 추가했습니다.
IE를 제외한 대부분의 브라우저(Chrome 61, FF 60, SF 10.1, Edge 16 이상)에서 ES6 모듈을 사용할 수 있습니다.
ES6 모듈(앞으로 ESM이라 부릅니다)의 사용법은 간단합니다.
script 태그에 type=”module” 어트리뷰트를 추가하면 로드된 자바스크립트 파일은 모듈로서 동작합니다.
일반적인 자바스크립트 파일이 아닌 ESM임을 명확히 하기 위해 ESM의 파일 확장자는 mjs를 사용할 것을 권장합니다.
<script type="module" src="app.mjs"></script>
ESM에는 클래스와 마찬가지로 기본적으로 strict mode가 적용됩니다.
ESM은 독자적인 모듈 스코프를 갖습니다.
ESM이 아닌 일반적인 자바스크립트 파일은 script 태그로 분리해서 로드해도 독자적인 모듈 스코프를 갖지 않습니다.
다음 예제를 살펴봅시다.
// foo.js
// x 변수는 전역 변수다.
var x = "foo";
console.log(window.x); // foo
// bar.js
// x 변수는 전역 변수다. foo.js에서 선언한 전역 변수 x와 중복된 선언이다.
var x = "bar";
// foo.js에서 선언한 전역 변수 x의 값이 재할당되었다.
console.log(window.x); // bar
<!DOCTYPE html>
<html>
<body>
<script src="foo.js"></script>
<script src="bar.js"></script>
</body>
</html>
위 예제의 HTML에서 script 태그로 분리해서 로드된 2개의 자바스크립트 파일은 하나의 자바스크립트 파일 내에 있는 것처럼 동작합니다.
즉, 하나의 전역을 공유합니다.
따라서 foo.js에서 선언한 x 변수와 bar.js에서 선언한 x 변수는 중복 선언되며 의도치 않게 x 변수의 값이 덮어써집니다.
ESM은 파일 자체의 독자적인 모듈 스코프를 제공합니다.
따라서 모듈 내에서 var 키워드로 선언한 변수는 더는 전역 변수가 아니며 window 객체의 프로퍼티도 아닙니다.
// foo.mjs
// x 변수는 전역 변수가 아니며 window 객체의 프로퍼티도 아니다.
var x = "foo";
console.log(x); // foo
console.log(window.x); // undefined
// bar.mjs
// x 변수는 전역 변수가 아니며 window 객체의 프로퍼티도 아니다.
// foo.mjs에서 선언한 x 변수와 스코프가 다른 변수다.
var x = "bar";
console.log(x); // bar
console.log(window.x); // undefined
<!DOCTYPE html>
<html>
<body>
<script type="module" src="foo.mjs"></script>
<script type="module" src="bar.mjs"></script>
</body>
</html>
모듈 내에서 선언한 식별자는 모듈 외부에서 참조할 수 없습니다.
모듈 스코프가 다르기 때문입니다.
// foo.mjs
const x = "foo";
console.log(x); // foo
// bar.mjs
console.log(x); // ReferenceError: x is not defined
<!DOCTYPE html>
<html>
<body>
<script type="module" src="foo.mjs"></script>
<script type="module" src="bar.mjs"></script>
</body>
</html>
모듈은 독자적인 모듈 스코프를 갖습니다.
따라서 모듈 내부에서 선언한 모든 식별자는 기본적으로 해당 모듈 내부에서만 참조할 수 있습니다.
모듈 내부에서 선언한 식별자를 외부에 공개하여 다른 모듈들이 재사용할 수 있게 하려면 export 키워드를 사용합니다.
export 키워드는 선언문 앞에 사용합니다.
이로써 변수, 함수, 클래스 등 모든 식별자를 export 할 수 있습니다.
// lib.mjs
// 변수의 공개
export const pi = Math.PI;
// 함수의 공개
export function square(x) {
return x * x;
}
// 클래스의 공개
export class Person {
constructor(name) {
this.name = name;
}
}
선언문 앞에 매번 export 키워드를 붙이는 것이 번거롭다면 export 할 대상을 하나의 객체로 구성하여 한 번에 export 할 수도 있습니다.
// lib.mjs
const pi = Math.PI;
function square(x) {
return x * x;
}
class Person {
constructor(name) {
this.name = name;
}
}
// 변수, 함수 클래스를 하나의 객체로 구성하여 공개
export { pi, square, Person };
다른 모듈에서 공개(export)한 식별자를 자신의 모듈 스코프 내부로 로드하려면 import 키워드를 사용합니다.
다른 모듈이 export 한 식별자 이름으로 import 해야 하며 ESM의 경우 파일 확장자를 생략할 수 없습니다.
// app.mjs
// 같은 폴더 내의 lib.mjs 모듈이 export한 식별자 이름으로 import한다.
// ESM의 경우 파일 확장자를 생략할 수 없다.
import { pi, square, Person } from "./lib.mjs";
console.log(pi); // 3.141592653589793
console.log(square(10)); // 100
console.log(new Person("Lee")); // Person { name: 'Lee' }
<!DOCTYPE html>
<html>
<body>
<script type="module" src="app.mjs"></script>
</body>
</html>
위 예제의 app.mjs는 애플리케이션의 진입점(entry point)이므로 반드시 script 태그로 로드해야 합니다.
하지만 lib.mjs는 app.mjs의 import 문에 의해 로드되는 의존성(dependency)입니다.
따라서 lib.mjs는 script 태그로 로드하지 않아도 됩니다.
모듈이 export한 식별자 이름을 일일이 지정하지 않고 하나의 이름으로 한 번에 import할 수도 있습니다.
이때 import되는 식별자는 as 뒤에 지정한 이름의 객체에 프로퍼티로 할당합니다.
// app.mjs
// lib.mjs 모듈이 export한 모든 식별자를 lib 객체의 프로퍼티로 모아 import한다.
import * as lib from "./lib.mjs";
console.log(lib.pi); // 3.141592653589793
console.log(lib.square(10)); // 100
console.log(new lib.Person("Lee")); // Person { name: 'Lee' }
모듈이 export한 식별자 이름을 변경하여 import할 수도 있습니다.
// app.mjs
// lib.mjs 모듈이 export한 식별자 이름을 변경하여 import한다.
import { pi as PI, square as sq, Person as P } from "./lib.mjs";
console.log(PI); // 3.141592653589793
console.log(sq(2)); // 4
console.log(new P("Kim")); // Person { name: 'Kim' }
모듈에서 하나의 값만 export한다면 default 키워드를 사용할 수 있습니다.
default 키워드를 사용하는 경우 기본적으로 이름 없이 하나의 값을 export합니다.
// lib.mjs
export default (x) => x * x;
default 키워드를 사용하는 경우, var, let, const 키워드는 사용할 수 없습니다.
// lib.mjs
export default const foo = () => {};
// => SyntaxError: Unexpected token 'const'
// export default () => {};
default 키워드와 함께 export한 모듈은 {} 없이 임의의 이름으로 import 합니다.
// app.mjs
import square from "./lib.mjs";
console.log(square(3)); // 9