Module, Package and Library

아주 엄밀한 정의는 아니더라도, 해당 용어들의 개념은 알고 있어야 프로그래밍이 가능하다. Python에만 국한된 용어는 아니며 대략적인 의미들은 공유하지만, 실제 구현물로 가면 조금씩 차이가 존재하는 용어들이다.

이 문서에서는 Python 기준으로 설명한다.

일단 이들 용어들은 포함관계를 가지는 계층구조로 애기할 수 있다.

Library는 여러 package와 module들로 구성된다.
Package는 여러 Moudle들로 구성된다.
Module은 여러 function과 variable, class들로 구성된다.

Library

SW의 구성요소 중 하나로 SW에 특정 기능을 추가하기 위해 요구되는 실행가능한 기계어(or 바이트코드) 형태로 제공되는 모듈화된 프로그램들의 묶음 으로, 이를 사용하는 개발자들은 해당 Library의 API를 통해 SW에서 사용함.

앞서 애기한 대로 여러 package와 moduel들로 구성되며, SW에서 사용될 때 동적 또는 정적으로 link된다.

많은 프로그래밍 언어에서 SW를 개발할 때 요구되는 기능들을 Library로 제공하며 이를 표준 라이브러리 라고 부른다. 특정 프로그래밍 언어를 배우는 과정에서 많은 부분이 해당 언어의 표준 라이브러리의 사용법을 익히는 (바꿔말하면 API를 익히는) 데 할애된다.

openCV, numPy, PyTorch, Pandas 등이 Python의 대표적인 라이브러리들이다.

Framework와 Library는 약간 다른 의미를 가지지만, SW를 개발하기 위해 필요한 큰 부품들을 묶음이라는 의미에선 유사하다. 사실 엄밀한 구분 기준은 없으나 대부분이 인정하는 차이점은 있다. 보통 제공하는 기능들을 사용할 때, SW의 제어흐름 을 자유롭게 개발자가 정할 수 있는 경우 library라고 부르며, 이미 상당부분이 고정되어 있고 개발자는 해당 순서에 동작하는 함수 등에 기능을 추가하는 수정을 가하는 형태로 작업이 이루어지면 Framework라고 부른다. 좀더 자세한 부분 설명은 다음 URL을 참고하라.
Library vs. Framework

Package

비슷한 기능이나 목적을 가지는 여러 module들을 묶어놓은 것이 바로 Package임. Python에서는 module 하나를 .py 파일로 볼 수 있고, 이들이 속해있는 directory를 패키지로 볼 수 있다. 이는 Pakcage 내에 sub-package를 가질 수 있으며, package들이 모여서 library (or framework)를 구성한다.

sub-directory를 가지듯이 sub-package를 가질 수 있기 때문에, library를 package라고도 부를 수도 있다. 때문에 NumPy나 Pandas 등의 library를 package라고도 종종 부른다.

Module

Python에서 module은 여러 function과 variable, class들의 묶음으로 실제로는 이들을 정의 및 구현하고 있는 python code file을 가르킨다. Python에서 .py 확장자로 끝나는 모든 파일이 module이며 import 및 from을 통해 다른 module의 function과 varialbe등을 사용할 수 있다.

function이 code들을 하나의 기능으로 묶은 단위로 modular programming의 최소 단위라면, module은 Python의 프로그램 아키텍처 에서의 최상위 구성단위 라고 생각할 수 있다. 즉, 하나의 Python으로 만든 SW는 여러 .py 파일들, 즉 module들로 구성된다 (이 경우, library나 package도 module로 애기하는 게 아주 틀린 애기가 아니라는 것을 의미함).

주의할 건, Python의 경우, C나 C++등의 다른 언어로 제공되는 확장 기능들도 Module 형태로 사용한다 (공식용어로는 external modules라고 지칭된다).

file은 module로 directory는 package로 나누는게 가장 많이 받아들여지는 구분법이지만, 엄격하게 지켜지는 법률같은 건 아니므로 context에 맞춰 이해해야 한다.

os, sys 등의 Python이 기본으로 제공하는 표준라이브러리 를 package 개념 없이 module들로 표현하는 경우가 많다. Package의 경우, java등에서 많이 사용되는 용어이며 Python의 경우 package까지 그냥 module이라고 지칭하는 경우도 꽤 된다. 때문에 표준 라이브러리 모듈 이라는 용어가 표준 라이브러리 패키지 라는 용어보다 python에서는 더 많이 사용되는 편이다. from 이나 import 에서도 package보다는 module로 지칭하는 경우가 대다수 이다.

헷갈리는 부분으로 이 때문에 package도 module이라고 지칭하는 경우가 꽤 있다.

참고자료 (Learning Python 5th Edition, ch03 Module Import and Reload)

Python에서 module은 일종의 namespace 라고 언급하는 경우도 많다.
이 namespace(=module)은 일종의 "varaible, function, class등에 대한 name로 구성된 package(묶음)"을 가르키며, "attribute는 해당 묶음 내의 name (=variable, function, class들의 이름)들"을 가르키는 용어로 사용된다.
예를 들면, 특정 .py파일 내의 function과 variable, class에 접근하려면, 해당 .py파일의 이름을 통해 접근하게 된다. 즉, 파일의 이름이 일종의 namespace라고 생각할 수 있고, 이 밑으로 다양한 function과 variable, class에 접근은 해당 namepace의 attribute 형태로 가능하다.

from의 경우, module내의 attribute를 현재의 module로 복사하기 때문에 namespace로 구분된 경계를 일부 무너뜨린다고 볼 수 있다. 때문에 엄격한 일부 프로그래머들은 import를 사용하는 것을 권장한다. 하지만...
적절히 from을 구사할 경우, 이름이 겹치는 문제는 일어나지 않고, 무엇보다도 개발자가 매번 namespace에 해당하는 module명을 입력하지 않게 해주는 편리성을 버리긴 어렵기 때문에 굳이 import만을 사용할 필요는 없을 거 같다.
from은 namespace가 붙은 attribute를 값으로 하여, namespace가 빠진 name에 할당하는 동작 (이를 줄여서 "복사"했다고 언급한다)이 이루어진다고 생각하면 된다.

namespace에 대한 좀 더 자세한 설명은 다음 URL을 참고하라. namespace, frame, and context