인터프리터
인터프리터(interpreter)는 소스 코드를 CPU가 직접 수행할 수 있는 기계어로 컴파일하지 않고서도 곧바로 실행할 수 있도록 하는 소프트웨어이다. 이러한 특성은 소스 코드가 어떤 시스템에서도 동일하게 실행될 수 있는 크로스 플랫폼(cross platform) 성질을 보여준다. 소스 코드로부터 수행되어야 할 동작을 인터프리터가 대신 실행하기 때문에 기계어로의 컴파일이 불필요하다.
소스 코드는 크로스 플랫폼이겠지만, 이를 실행하는 인터프리터는 시스템 아키텍처에 따라 별도로 빌드되어야 한다.
아래는 일부 프로그래밍 언어의 인터프리터가 무엇으로부터 빌드되었는지 나열한다.
| 프로그래밍 언어 | 인터프리터 | 인터프리터 빌드 언어 |
|---|---|---|
| 자바 | Java Virtual Machine (JVM) | C++ |
| 파이썬 | CPython | C |
| 파이썬 | Jython | 자바 |
런타임 도중에 인터프리터는 실행할 코드를 분석하여 해당하는 동작을 수행하는데, 이 과정에서 발생하는 오버헤드는 컴파일러로 빌드된 실행 파일보다 저하된 실행 속도를 보여준다. 하지만 컴파일 타임까지 모두 고려하면 오히려 컴파일러보다 소모되는 시간이 더 짧으므로, 인터프리터의 전체적인 시간 효율은 소스 코드가 자주 변경되는 개발 단계에서 유리하게 작용한다.
인터프리터는 소스 코드를 실행하는 세 가지 전략 중 하나를 구사한다:
- 소스 코드의 문장(statement)을 있는 그대로 하나씩 분석하고 수행한다.
- 소스 코드를 보다 효율적인 중간 언어 혹은 오브젝트 코드로 변환(혹은 컴파일)을 마친 즉시 이를 실행한다.
- 컴파일러로부터 미리 생성된 바이트코드를 이에 부합하는 인터프리터 가상 머신(virtual machine)을 통해 실행합니다.
아래는 인터프리트의 2번 전략을 활용하는 파이썬 프로그래밍 언어의 .PY 확장자 스크립트 파일(左)에 작성된 소스 코드(右上)와 인터프리터로 실행된 프로세스(右下) 예시이다.
바이트코드
바이트코드(bytecode)는 소스 코드에서 기계어로 변환하는데 징검다리 역할을 하는 중간 언어(intermediate language)이다. 수행할 연산 혹은 동작을 나타내는 명령 코드(opcode)가 한 바이트(byte) 내에서 표현되기 때문에 바이트코드(“바이트” + 명령“코드”)라는 명칭에서 유래되었다. 기계어와 유사하지만 바이트코드는 CPU 아키텍처에 의존하지 않고 소프트웨어에서 처리된다.
바이트코드도 전부 동일한 건 아니다: 파이썬과 자바는 바이트코드를 생성하는 대표적인 언어이지만, 명령 코드와 인자 여부 등이 달라 서로 호환되지 않는다. 즉, 바이트코드는 이를 처리하는 소프트웨어에 의존한다.
프로세스 가상 머신
프로세스 가상 머신(process virtual machine; 프로세스 VM)은 비록 명칭이 가상 “머신(장치)”이지만 시스템 운영체제에서 단일 프로세스 실행을 지원하는 어플리케이션이다. 하드웨어나 운영체제 상관없이 플랫폼 독립적인 프로그래밍 환경을 제공하여 프로세스가 동일하게 실행될 수 있도록 보장하는 게 목적이다. 흔히 인터프리터와 성질이 비슷하여 혼용되어 일컫는 경우가 자자하지만, 프로세스를 실행하는 인터프리터는 프로세스 실행 환경을 제공하는 프로세스 VM의 구성요소 중 하나로 간주된다.
대표적인 프로세스 VM으로 자바 플랫폼의 자바 가상 머신(Java virtual machine; JVM) 그리고 .NET의 공통 언어 런타임(Common Language Runtime; CLR)이 있다. 이들은 한 프로그래밍 언어에 국한되지 않고 다양한 언어를 지원할 수 있다.
위의 프로세스 VM들은 인터프리터 뿐만 아니라 지원하는 각 프로그래밍 언어의 소스 코드를 중간 언어로 변환하는 컴파일러를 가지고 있기 때문에 포괄적인 “가상 머신”이라고 언급된다. 파이썬 프로그래밍 언어도 마찬가지로 프로세스 VM이 존재하지만 한 가지 언어만을 지원하고 인터프리터의 성질이 상당히 부각되는 점에서 오히려 “인터프리터”라고 불린다.