TypeScriptトランスパイラーのナビゲーション - tsc、esbuild、swcのガイド

はじめに

進化の速いJavaScript開発の状況において、TypeScriptは堅牢でスケーラブルなアプリケーションを構築するための不可欠なツールとしての地位を確立しました。その型安全性機能と強化された開発者エクスペリエンスにより、広く採用されています。しかし、TypeScriptコードをブラウザやNode.js環境で実行できるようにするには、プレーンなJavaScriptに変換する必要があります。この重要なステップはトランスパイラーによって処理されます。この分野には、特にtsc、esbuild、swcといった強力な競合がいくつかあり、開発者はプロジェクトに最適なものを選択するというジレンマに直面することがよくあります。適切な選択は、ビルド時間、開発者の生産性、およびプロジェクト全体の保守性に大きく影響します。この記事では、これらの主要なTypeScriptトランスパイラーを詳細に調査し、それらのコア機能、パフォーマンス特性、および実践的なユースケースを検討して、十分な情報に基づいた意思決定を支援します。

TypeScriptトランスピレーションのランドスケープの理解

各トランスパイラーの詳細に入る前に、TypeScriptトランスピレーションに関わるコアコンセプトについて共通の理解を確立しましょう。

トランスピレーション: その核心において、トランスピレーションとは、あるプログラミング言語で書かれたソースコードを、通常は同レベルの抽象度で別のプログラミング言語のソースコードに変換するプロセスです。私たちの文脈では、TypeScript（JavaScriptのスーパーセット）を標準JavaScriptに変換し、型注釈を削除し、場合によっては新しいJavaScript機能を古いターゲットバージョンにダウングレードすることです。

バンディング: トランスピレーションと併せて実行されることが多いですが、バンディングは別のプロセスです。webpack、Rollup、esbuildなどのバンダーは、複数のJavaScriptモジュール（およびその他のアセット）を1つまたは数個の出力ファイルに結合して、ブラウザでの読み込みを最適化します。esbuildなどの一部の最新トランスパイラーは、バンディング機能も統合しています。

ミニフィケーション: これは、空白文字を削除し、変数名を短縮し、その他の最適化を適用して、JavaScriptコードのサイズを縮小するプロセスであり、主にロード時間を改善するための本番環境へのデプロイを目的としています。

さて、tsc、esbuild、swcを詳細に見ていきましょう。

tsc: 公式TypeScriptコンパイラー

tscはTypeScript Compilerの略です。Microsoftによって開発および保守されている、TypeScriptの公式およびリファレンス実装です。

コア原則と機能: tscは型チェックとトランスピレーションの両方を行います。これは、JavaScriptに変換する前に、コードの型エラーを綿密に分析することを意味します。また、デコレーター、名前空間、宣言ファイル生成（.d.ts）などの高度な機能も扱います。

トランスピレーション例:

簡単なTypeScriptファイル src/greeter.tsを考えてみましょう。

// src/greeter.ts
function greet(name: string): string {
  return `Hello, ${name}!`;
}

console.log(greet("TypeScript"));

tscを使用してそれをトランスパイルするには：

npx tsc --target es2017 src/greeter.ts

これにより src/greeter.jsが生成されます：

// src/greeter.js
function greet(name) {
    return `Hello, ${name}!`;
}

console.log(greet("TypeScript"));

name: stringおよび: stringの型注釈が削除されていることに注意してください。tscは、モジュール解決、JSXサポート、ターゲットJavaScriptバージョンなどの高度な構成のために tsconfig.json ファイルも尊重します。

長所:

• 公式で機能豊富: 最新の機能を含む、すべてのTypeScript機能をサポートします。
• 堅牢な型チェック: 大規模プロジェクトに不可欠な、包括的な静的分析を提供します。
• d.ts生成: ライブラリ作成者や他のTypeScriptプロジェクトへの型定義の提供に不可欠です。
• 強力なエコシステム統合: IDE、ビルドツール、フレームワークによって広くサポートされています。

短所:

• パフォーマンス: JavaScript実装とその型チェックのオーバーヘッドにより、特に大規模なコードベースでは、Rust/Goベースのトランスパイラーよりも一般的に遅くなります。
• バンディング（なし）: tscは純粋なトランスパイラーであり、バンディングやミニフィケーションは行いません。

ユースケース:

• ライブラリのコアビルドステップ: 正確な型定義が最優先される場合。
• 生のトランスピレーション速度よりも型安全性を優先するプロジェクト: 包括的な型チェックが譲れない要件である場合。
• 開発環境: IDE統合とリッチな型フィードバックが高度に評価される場合。

esbuild: 超高速バンダーおよびトランスパイラー

esbuildは、Goで書かれたJavaScriptバンダーおよびミニファイアーであり、極端なパフォーマンスに焦点を当てています。TypeScriptやJSXもトランスパイルできます。

コア原則と機能: esbuildは、並列処理、効率的なメモリ使用量、およびコンパイル言語（Go）で記述されていることにより、その名に恥じない、超高速なビルド速度を提供します。主にバンダーですが、トランスピレーション機能も含まれています。重要なこととして、esbuildは型チェックを行いません。型を削除し、構文を変換します。

トランスピレーション例:

同じ src/greeter.ts ファイルを使用します。

// src/greeter.ts
function greet(name: string): string {
  return `Hello, ${name}!`;
}

console.log(greet("TypeScript"));

esbuildを使用してそれをトランスパイルするには：

npx esbuild src/greeter.ts --outfile=dist/greeter.js --format=esm --target=es2017

これにより dist/greeter.jsが生成されます：

// dist/greeter.js
function greet(name) {
  return `Hello, ${name}!`;
}
console.log(greet("TypeScript"));

出力はtscと非常によく似ていますが、esbuildはそれをはるかに速く処理します。バンディング機能を含めるために --bundle を指定することもできます。

長所:

• 信じられないほど高速: トランスピレーションとバンディングにおいて、tscやwebpackよりも桁違いに高速です。
• ゼロ構成（しばしば）: 特にシンプルなプロジェクトでは、最小限のセットアップで動作します。
• バンディングとミニフィケーション: 本番環境のアセットを最適化するための包括的なソリューションです。
• 組み込みローダーサポート: CSS、JSONなどをすぐに処理できます。

短所:

• 型チェックなし: これはTypeScriptプロジェクトにおける最大の制限です。型検証のためには、依然としてtsc（またはvue-tsc/next-tsc）を別のステップとして、またはIDEで実行する必要があります。
• 成熟度（進化中）: 安定していますが、そのプラグインエコシステムと高度な機能は、より確立されたバンダーほど豊富ではないかもしれません。
• 限定的なカスタマイズ: パフォーマンスのために意見が分かれているため、一部の高度な変換ではBabelよりも柔軟性が低くなります。

ユースケース:

• 迅速な開発ループ: 開発ビルドとローカルサーバーの再起動を高速化します。
• 本番バンディング: 型チェックのためにtscと組み合わせると、最終的な本番アセットの最適化に優れています。
• CI/CDパイプライン: 継続的インテグレーション環境でのビルド時間を劇的に短縮します。
• 何よりも速度を優先するプロジェクト: 特に型チェックが別のステップとして許容できる場合。

swc: 高速Rustベースのトランスパイラー

swc（Speedy Web Compiler）はRustベースのWebプラットフォームであり、JavaScriptとTypeScriptの超高速トランスピレーション、およびバンディングとミニフィケーションを提供します。

コア原則と機能: esbuildと同様に、swcはRustのパフォーマンス機能を利用して速度を優先します。Babelのドロップイン代替となるように設計されており、TypeScriptと最新のJavaScript機能をトランスパイルできます。esbuildと同様に、swcは主に構文変換に焦点を当てており、型チェックは行いません。

トランスピレーション例:

同じ src/greeter.ts ファイルを使用します。

// src/greeter.ts
function greet(name: string): string {
  return `Hello, ${name}!`;
}

console.log(greet("TypeScript"));

通常、swcはCLIまたはビルドツール（@swc/cli）との統合を介して使用されます。ここでは基本的なswcコマンドです（構成のために.swcrcファイルが必要になる場合があります）。

# .swcrc ファイルが次のような場合：
# {
#   "jsc": {
#     "parser": {
#       "syntax": "typescript"
#     },
#     "target": "es2017"
#   }
# }
npx swc src/greeter.ts -o dist/greeter.js

これにより dist/greeter.jsが生成されます：

// dist/greeter.js
function greet(name) {
    return `Hello, ${name}!`;
}
console.log(greet("TypeScript"));

出力と速度の特性はesbuildと非常によく似ており、構成と機能セットにわずかなニュアンスがあります。swcは、そのプラグインAPIを介してBabel互換性を目指しています。

長所:

• 卓越したパフォーマンス: トランスピレーション、バンディング、ミニフィケーションの速度でesbuildに匹敵します。
• Babel互換性: 豊富なプラグインシステムを提供し、以前Babelで処理されていた複雑な変換の実行可能な代替手段となります。
• 堅牢な機能セット: JSXや実験的な提案など、ほとんどの最新のJavaScriptおよびTypeScript機能をサポートします。
• 成長するエコシステム: その速度の利点を活用するために、Next.jsなどのフレームワークによってますます採用されています。

短所:

• 型チェックなし: esbuildと同様に、型検証のためにswcをtscとペアにする必要があります。
• 構成の複雑さ（可能性あり）: 基本的な用途ではシンプルですが、そのプラグインシステムはBabelと同様の複雑さを導入する可能性があります。
• 成熟度（進化中）: 非常に有能ですが、Babelと比較してそのプラグインエコシステムはまだ成熟段階にあります。

ユースケース:

• フレームワーク統合ビルド（例：Next.js）: その速度が高速リフレッシュと本番ビルドに活用される場所。
• Babelからの移行: Babelのプラグインの柔軟性を維持しながらパフォーマンスブーストを求める場合。
• 大規模モノレポ: 複数のパッケージにわたるビルド時間を大幅に短縮します。
• 速度と高度な構文変換の両方を必要とするプロジェクト: Babelのプラグインの柔軟性が望ましいが、そのパフォーマンスはそうでない場合。

実践的な考慮事項と適切なトランスパイラーの選択

「最良の」トランスパイラーは、すべてに当てはまる答えではありません。プロジェクトの特定のニーズに大きく依存します。

ここでは、決定マトリックスを示します。

1. トランスピレーションステップの一部として包括的な型チェックが必要ですか？

   • はい: tscを使用してください。両方を行うのはそれだけです。
   • いいえ: パフォーマンスのためにesbuildまたはswcを検討してください。型チェックは別のステップとして実行します（例：CIでのtsc --noEmitまたは開発中の並行実行）。

2. ビルド速度はどのくらい重要ですか？

   • 非常に重要（例：大規模プロジェクト、CI/CD）： esbuildまたはswcは劇的な改善を提供します。
   • 中程度に重要（例：中小規模プロジェクト）： tscでも問題ないかもしれませんが、esbuild/swcはより高速なフィードバックにより優れた開発者エクスペリエンスを提供します。

3. バンディングとミニフィケーション機能が統合されていますか？

   • はい: esbuildとswcはどちらも優れたバンディングとミニフィケーションを提供します。
   • いいえ: 別個のバンダー（webpack、Rollup）を使用しており、トランスピレーションのみが必要な場合、3つすべてが統合できます。

4. 高度なBabelプラグインまたはカスタム構文変換を使用していますか？

   • はい: プラグインエコシステムを持つswcは、柔軟性の点でBabelに最も近い代替手段です。esbuildにはプラグインAPIがありますが、機能はそれほど豊富ではありません。
   • いいえ: プラグインなしのesbuildまたはswcはよりシンプルになります。

一般的な組み合わせ:

• tsc + esbuild / swc（ほとんどのプロジェクトで推奨）：

  • 型チェックを実行し、.d.tsファイルを生成するためにtsc --noEmitを実行します。
  • JavaScriptのトランスピレーションとバンディングのために、超高速なesbuildまたはswcを使用します。
  • これにより、両方の長所が活かされます：堅牢な型安全性と圧倒的なパフォーマンス。

  // package.json スクリプト例
  {
    "scripts": {
      "build:types": "tsc --emitDeclarationOnly",
      "build:js": "esbuild src/index.ts --bundle --outfile=dist/index.js --target=es2017",
      "build:prod": "npm run build:types && npm run build:js",
      "dev": "concurrently \"tsc --noEmit --watch\" \"esbuild src/index.ts --bundle --outfile=dist/index.js --target=es2017 --watch\""
    }
  }

• tscのみ: 小規模プロジェクト、.d.ts生成が最優先されるライブラリ、またはビルド速度が主な懸念事項でない場合に適しています。

• esbuild / swcのみ（IDEでの型チェック付き）： 本番環境では、別の型チェックステップなしでは推奨されません。型チェックがIDEによってのみ処理される、クイックプロトタイプまたはCLIツールに適しています。

結論

適切なTypeScriptトランスパイラーの選択は、開発ワークフローとビルドパフォーマンスを最適化するために重要です。tscはTypeScript言語機能と重要な型チェックの権威あるソースであり続けていますが、esbuildとswcは、単純なトランスピレーション、バンディング、およびミニフィケーションのための強力でパフォーマンス重視の代替手段として登場しました。ほとんどの最新のTypeScriptプロジェクトでは、最適な戦略はしばしばハイブリッドアプローチであり、堅牢な型検証と宣言ファイル生成のためにtscを、コード変換とバンディングのための比類のない速度のesbuildまたはswcと組み合わせています。これにより、型安全性と非常に効率的なビルドプロセスの両方が保証されます。