Swift Build Technologies

안녕하세요. 그린입니다 🍏

수백만 개의 App Store 앱과 Apple 자사 운영체제를 빌드하는 데 사용되는 Xcode의 빌드 엔진을 오픈소스로 공개를 2월에 했었죠!

 

이번 포스팅에서는 Swift Build가 무엇이고, 왜 중요하며, 기존 SwiftPM 빌드 시스템과 어떻게 다른지 자세히 살펴보겠습니다 🙋🏻

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Swift가 크로스 플랫폼 언어로 성장

Swift는 2015년 오픈소스로 공개된 이후 많은 성장을 해왔습니다.

2015: iOS/macOS 전용
  ↓
2017: Linux 지원
  ↓
2020: Windows 지원
  ↓
2024: 임베디드 시스템 (마이크로컨트롤러)
  ↓
2025: Android 지원

 

이제 Swift는

• ⌚️ Wearables (Apple Watch)
• 📱 Mobile (iOS, Android)
• 💻 Desktop (macOS, Windows, Linux)
• 🖥 Server (Vapor, Hummingbird)
• 🔧 Embedded (마이크로컨트롤러, IoT)

다양한 플랫폼에서 사용되는 진정한 크로스 플랫폼 언어가 되었습니다!

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빌드 시스템의 중요성

Swift가 확장됨에 따라, 모든 플랫폼에서 강력하고 일관되며 유연한 경험을 제공하는 크로스 플랫폼 빌드 도구에 투자할 가치가 생겼습니다.

 

빌드 시스템은 단순히 코드를 컴파일하는 것 이상입니다.

빌드 시스템의 역할
├── 소스 코드 → 실행 파일 변환
├── 의존성 관리 및 해결
├── 증분 빌드 (변경된 부분만 빌드)
├── 병렬 빌드로 속도 최적화
└── 개발자 생산성에 직접적 영향

 

빌드 시스템의 성능과 신뢰성은 개발자 생산성에 직접적인 영향을 미칩니다.

 

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Swift Build 소개

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Swift Build란?

파워풀하며 확장 가능한 빌드 엔진으로, Swift 프로젝트를 빌드하기 위한 빌드 규칙 세트를 제공합니다.

가장 중요한 점

• ✅ Xcode에서 사용하는 바로 그 빌드 엔진입니다.
• ✅ 수백만 개의 App Store 앱을 빌드합니다.
• ✅ Apple 자사 운영체제의 내부 빌드 프로세스를 담당합니다.
• ✅ 이제 Linux와 Windows도 지원합니다.

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빌드 시스템의 기본 책임

빌드 시스템의 주요 책임은 사용자가 작성한 입력(프로젝트 설명, 소스 코드 등)을 출력 아티팩트(명령줄 도구, 라이브러리, 애플리케이션)로 변환하는 것입니다.

Input                    Build System                Output
────────────────────────────────────────────────────────────
프로젝트 설명      →                        →    실행 파일
소스 코드         →    Swift Build         →    라이브러리
리소스 파일        →                        →    애플리케이션
의존성            →                        →    프레임워크

 

빌드 시스템은 개발자 경험을 제공하는 데 중요한 역할을 하며, 사용자가 프로젝트를 어떻게 구조화하고 작업하는지를 결정하는 상위 레벨 기능을 가능하게 합니다.

 

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Swift Build의 위치

Swift Build는 Swift Package Manager나 Xcode와 같은 상위 레벨 클라이언트가 요청한 빌드를 계획하고 실행하도록 설계된 인프라 컴포넌트입니다.

┌─────────────────────────────────────────┐
│        상위 레벨 클라이언트                  │
│   ┌──────────┐         ┌───────────┐    │
│   │   Xcode  │         │  SwiftPM  │    │
│   └──────────┘         └───────────┘    │
└─────────────────────────────────────────┘
              ↓ 빌드 요청
┌─────────────────────────────────────────┐
│           Swift Build                   │
│   (빌드 계획 & 실행)                       │
└─────────────────────────────────────────┘
              ↓ 저수준 빌드
┌─────────────────────────────────────────┐
│            llbuild                      │
│   (범용 빌드 엔진)                         │
└─────────────────────────────────────────┘

 

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llbuild

Swift Build를 이해하려면 먼저 llbuild를 알아야 합니다.

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llbuild란?

빌드 시스템을 구축하기 위한 라이브러리 세트입니다.

핵심 철학

• 대부분의 빌드 시스템 프로젝트는 빌드를 설명하는 구문에 초점을 맞춤
• llbuild는 재사용 가능하고 유연하며 확장 가능한 범용 빌드 엔진에 초점

전통적 빌드 시스템:
빌드 설명 구문(Makefile, Gradle 등)에 집중

llbuild의 접근:
범용 빌드 엔진 + 라이브러리 기반 설계

 

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llbuild의 특징

1. 유연한 핵심 엔진

• 실행 중에 새로운 작업을 발견할 수 있음
• 수백만 개의 노드에 도달하는 의존성 그래프 확장성

2. Ninja 매니페스트 지원

• LLVM, Clang, Swift 빌드 가능
• 기존 도구와의 호환성

3. 라이브러리 기반 설계

• 임베딩과 재사용을 위한 설계
• LLVM 철학의 연속

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llbuild가 사용되는 곳

llbuild를 기반으로 구축된 것들:
├── Swift Build (새로 공개!)
├── Xcode의 새 빌드 시스템 (Xcode 9+)
├── Swift Package Manager
└── Swift Playgrounds

 

히스토리

• 2017: Xcode 9에서 새 빌드 시스템 도입
• 2018: Xcode 10에서 기본값이 됨
• 2025: Swift Build로 오픈소스화

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Swift Build의 핵심 기능

Swift Build는 기존 llbuild 프로젝트 위에 구축되어 다음 기능을 추가합니다.

1. Swift 컴파일러와의 강력한 통합

// Swift Build는 Swift 컴파일러와 긴밀하게 통합
// - 모듈 의존성 자동 추적
// - 증분 컴파일 최적화
// - 컴파일러 진단 메시지 통합

Swift 프로젝트 빌드를 안정적이고 효율적으로 조율합니다.

 

2. 다양한 제품 타입 지원

지원하는 제품 타입:
├── 라이브러리 (Static, Dynamic)
├── 명령줄 도구 (CLI Tools)
├── GUI 애플리케이션
│   ├── iOS 앱
│   ├── macOS 앱
│   └── watchOS 앱
└── 고급 빌드 구성 옵션

 

3. 빌드 그래프 최적화

Swift와 C 코드를 빌드할 때 병렬성을 최대화하는 빌드 그래프 최적화를 제공합니다.

Sequential Build (기존):
Task A → Task B → Task C → Task D
(총 시간: 40초)

Parallel Build (Swift Build):
Task A ─┐
Task B ─┼→ Task D
Task C ─┘
(총 시간: 15초)

 

기존 문제: 두 개의 빌드 시스템

Xcode vs SwiftPM의 차이

 

Apple 플랫폼에서는 패키지를 빌드하는 두 가지 다른 방법이 있었습니다.

┌─────────────────────────────────────────┐
│           Xcode                         │
│   - 강력한 빌드 엔진                        │
│   - 복잡한 프로젝트 지원                     │
│   - Apple 플랫폼에 최적화                   │
└─────────────────────────────────────────┘

┌─────────────────────────────────────────┐
│         SwiftPM                         │
│   - 단순한 빌드 엔진                        │
│   - 크로스 플랫폼                          │
│   - 패키지 관리에 집중                      │
└─────────────────────────────────────────┘

 

문제점

1. 사용자 혼란

• 두 구현의 동작이 일치하지 않을 때 혼란 발생
• "Xcode에서는 되는데 SwiftPM에서는 안 돼요" 😫

2. 기능 불일치

Xcode에서만 가능:
- 복잡한 빌드 설정
- 고급 최적화
- Scheme 관리

SwiftPM에서만 가능:
- 크로스 플랫폼 빌드
- 간단한 패키지 관리

 

3. Duplicate Effort

• 같은 기능을 두 번 구현
• 버그 수정도 두 번
• 개선사항도 두 번

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통합된 빌드 엔진의 비전

SwiftPM에 Swift Build 통합

Apple은 Swift Build를 오픈소스로 공개하면서 SwiftPM에 통합하는 PR을 제출했습니다.

# 프리뷰로 Swift Build 사용하기
swift build --build-system swiftbuild

 

목표

• 모든 플랫폼에서 통합된 빌드 실행 엔진 제공
• 사용자에게 투명하게 작동
• 기존 패키지와 완전한 호환성 유지
• 일관된 크로스 플랫폼 경험 제공

이점

1. 일관성

Before (두 개의 빌드 시스템):
Xcode 빌드 결과 ≠ SwiftPM 빌드 결과 (때때로)

After (통합 빌드 엔진):
Xcode 빌드 결과 = SwiftPM 빌드 결과 (항상!)

 

2. 새로운 기능 활성화

• 모든 플랫폼과 도구에서 새로운 기능
• 새로운 성능 최적화 잠금 해제
• 개발자 친화적 기능

3. 생태계 건강성

• 어떤 IDE를 사용하든 일관된 경험
• 어떤 플랫폼을 타겟하든 일관된 경험
• 건강한 패키지 생태계

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코드 살펴보기

Package.swift 구조

 

Swift Build의 Package.swift는 400줄이 넘는 복잡한 매니페스트입니다.

// swift-build/Package.swift (일부)
let package = Package(
    name: "SwiftBuild",
    platforms: [
        .macOS(.v13),
        .iOS(.v16),
    ],
    products: [
        .library(name: "SwiftBuild", targets: ["SwiftBuild"]),
        .library(name: "SWBUtil", targets: ["SWBUtil"]),
        // ... 더 많은 제품들
    ],
    dependencies: [
        .package(url: "https://github.com/apple/swift-llbuild.git", branch: "main"),
        .package(url: "https://github.com/apple/swift-tools-support-core.git", branch: "main"),
        // ... 더 많은 의존성들
    ],
    targets: [
        // 많은 타겟들...
    ]
)

 

환경 기반 의존성

// Context.environment를 기반으로 로컬/원격 패키지 선택
let useLocalDeps = Context.environment["USE_LOCAL_DEPS"] == "1"

if useLocalDeps {
    dependencies.append(
        .package(path: "../swift-llbuild")
    )
} else {
    dependencies.append(
        .package(url: "https://github.com/apple/swift-llbuild.git", branch: "main")
    )
}

 

이 패턴은 로컬 개발과 CI 빌드 모두를 지원합니다.

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Swift Concurrency 마이그레이션 

코드를 살펴보면 Swift Concurrency 경고가 많이 보입니다.

// SWBDispatch.swift
extension SWBQueue {
    @available(*, noasync)
    public static func concurrentPerform(iterations: Int, _ block: @Sendable (Int) -> Void) {
        assertNoConcurrency {
            DispatchQueue.concurrentPerform(iterations: iterations, execute: block)
        }
    }
}

 

의미하는 것

• Apple 엔지니어들도 Swift Concurrency로의 마이그레이션에 어려움을 겪고 있음
• GCD와 Swift Concurrency를 혼합하지 않도록 주의
• 대규모 코드베이스에서의 현실적인 마이그레이션 과정을 보여줌

재미있는 FIXME들

// FIXME: There is a race here, we might install the system 
// after we receive the cancellation, but before the low-level 
// build starts.

// FIXME: This API is not thread safe, and we can't fix the 
// concurrency issues outside of llbuild itself.

 

Swift Build vs SwiftPM 빌드 시스템

아키텍처 비교

SwiftPM 기존 빌드 시스템:
┌──────────────┐
│   SwiftPM    │
└──────────────┘
       ↓
┌──────────────┐
│   llbuild    │
└──────────────┘

SwiftPM + Swift Build:
┌──────────────┐
│   SwiftPM    │
└──────────────┘
       ↓
┌──────────────┐
│ Swift Build  │ ← Xcode와 동일!
└──────────────┘
       ↓
┌──────────────┐
│   llbuild    │
└──────────────┘

 

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Conclusion

핵심을 정리해볼까요?

Swift Build의 의미

• 🎯 Xcode 빌드 엔진의 오픈소스화
• 🌍 크로스 플랫폼 통합 빌드 엔진
• 🚀 SwiftPM과 Xcode의 일관성
• 💪 Apple 프로덕션 검증 완료

주요 이점

• 더 강력한 Swift 컴파일러 통합
• 최대화된 병렬 빌드
• 다양한 제품 타입 지원
• 빌드 그래프 최적화

개인적으로 Swift Build의 오픈소스화는 Swift 생태계의 성숙도를 보여주는 중요한 이정표라고 생각합니다.

앞으로 몇 년간 Swift 빌드 시스템이 어떻게 진화할지 정말 기대됩니다! 🚀

 

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References

The Next Chapter in Swift Build Technologies