프로그래밍 언어를 공부를 단계별로 나눈다면

(1) 프로그래밍 언어의 문법를 파악
(2) 프로그래밍 언어의 의미(semantics)를 이해
(3) 프로그래밍 언어 커뮤니티가 사용하는 관례와 용법 파악
(4) 프로그래밍 언어 내부 구현(컴파일러, 인터프리터) 지식을 활용한 최적화 코드 작성

정도의 순서로 진행될 것입니다. OCaml은 일반적으로 상당히 빠른 머신 코드로 컴파일될 수 있다고 알려져 있지만 OCaml 컴파일러가 어떤 최적화 기법을 사용하는지 알면 더욱 더 효율적인 코드를 짤 수 있을 것입니다. 

예를 들어, 다중 인자를 받는 OCaml 함수를 정의할 때 두 가지 방법을 사용할 수 있습니다. OCaml QnA의 Making code run fast라는 글에서 인용했습니다.





첫 번째는 커리(curried) 형태이고, 두 번째는 언커리(uncurried) 함수로 여러 인자를 하나의 튜플로 만든 형태입니다. 

개발자가 느끼기에 두 코드가 하는 일은 거의 동일하지만 OCaml 컴파일러 입장에서 봤을 때는 달라지는 부분이 생깁니다. OCaml 바이트코드 컴파일러(ocamlc)의 경우, 커리 함수는 힙(heap) 할당 없이 스택에 변수를 넘겨서 함수 호출을 수행함을 보장합니다. 반대로 언커리 함수는 힙에 튜플을 만들어서 넘깁니다. 호출된 함수 안에서는 다시 튜플에서 각각의 원소를 꺼내 와야 하기 때문에 커리 함수에 비해 속도가 느려집니다.

그런데 반드시 이렇게 되어야만 하는 것도 아닙니다. 네이티브 컴파일러(ocamlopt)는 두 경우 모두 힙에 할당하지 않고 레지스터를 이용해 파라미터를 전달하기 때문에 두 함수는 성능 차가 없어집니다.

또 하나의 예로, 대부분의 Lisp이나 ML 컴파일러는 부동소수점 계산이 느립니다. 가비지 콜렉션, 다형성/타입 추상화 등 때문에 부동소수를 힙에 할당하고 포인터를 저장하는 방식으로 구현된 경우가 많기 때문입니다. float 두 개 더하려면 포인터를 2개 읽어서 float를 가져와 더한 다음에 그 결과를 다시 포인터가 가리키는 주소에 저장해야 하기 때문에 속도가 느려질 수밖에 없습니다.

컴파일러가 부동소수점을 언박싱(unboxing)하는 최적화를 하면 이 문제를 완화시킬 수 있습니다. 다만 컴파일러가 모든 케이스를 자동으로 언박싱할 수 없기 때문에 몇 가지 트릭을 사용하게 되고, 이런 트릭을 모르는 개발자는 속도가 느린 프로그램을 작성할 수밖에 없게 되는 것이죠.

예전에 조엘(Joel) 아저씨가 "The Law of Leaky Abstraction"을 이야기했는데 그 말이 딱 맞아떨어지는 부분입니다. 프로그래밍 언어를 추상화시켜서 내부 구현을 모르도록 만들어놨지만 결국 제대로 사용하려면 내부 구현을 상당 부분 알아야 한다는 것이죠.

OCaml의 라이브러리(표준 라이브러리 제외)는 GODI 프로젝트를 통해 관리되고 있습니다. GODI 툴 체인(godi_console)을 사용하면 OCaml 라이브러리를 쉽게 설치/제거할 수 있습니다. GODI 라이브러리 목록은 camlcity.org 홈페이지에 링크되어 있는데,  생각보다 별로 많지 않은 것 같네요. Perl의 CPAN와 비교하면 약간 부끄러울 정도랄까요? godi_console로 확인해보니 164개의 라이브러리가 있군요.

GODI로 설치된 OCaml 라이브러리는 다음과 같이 로딩합니다. 예를 들어, Bitmatch라는 라이브러리 로딩하려면 다음과 같이 합니다.

OCaml 프로그램은 이론적으로 절대 크래시가 날 수 없습니다. 외부 모듈(C로 작성된 코드)를 호출한 경우가 아니면 죽을 수가 없게 타입 시스템 자체가 디자인되었기 때문입니다.

하지만 강한 타이핑(strong typing)하는 언어라도 직렬화(OCaml에서는 Linearization 용어 사용, 자바의 Serialization과 같은 개념)를 지원하면 타입 시스템을 얼마든지 깨먹을 수 있게 됩니다. OCaml은 Marshal 모듈을 사용해 직렬화를 하는데, Marshal 모듈을 이용하면 다음과 같이 'a 타입을 'b 타입으로 강제로 바꾸는 함수(C의 캐스팅)를 작성할 수 있습니다.




이렇게 작성한 후에 다음과 같이 int 타입을 float로 강제로 변환한 후에 덧셈을 하면 크래시가 발생하고 프로그램이 죽게 됩니다.