Python은 인터프리터 언어인가?

파이썬은 흔히 '인터프리터 언어'라고 불린다.

🤔: "파이썬은 코드를 한 줄씩 읽고 실행하는 인터프리터 언어이다."

C++이나 Go 같은 언어는 소스 코드를 기계어로 번역하는 컴파일 과정을 거치지만, 파이썬은 코드를 한 줄씩 읽어 실행된다는 설명이다. 하지만 과연 Python을 단순히 "인터프리터 언어"라고 정의할 수 있을까?

이 질문에 대한 답을 찾기 위해, Python이 실제로 어떻게 실행되는지 살펴보자.

파이썬은 어떻게 실행되​​는가?

Python 코드는 다음 단계를 거쳐 실행된다:

1. Python Source Code 작성
2. Byte Code로 변환 (컴파일 과정)
3. PVM(Python Virtual Machine)에서 Byte Code 실행

예를 들어, 아래와 같은 간단한 Python 코드를 실행한다고 가정해 보자:

print("hello world")

이 코드를 실행하면 Python 인터프리터는 내부적으로 이를 Byte Code로 변환한다. 변환된 Byte Code는 다음과 같이 확인할 수 있다:

import dis
dis.dis('print("Hello World")')

  0           0 RESUME                   0

  1           2 PUSH_NULL
              4 LOAD_NAME                0 (print)
              6 LOAD_CONST               0 ('Hello World')
              8 CALL                     1
             16 RETURN_VALUE

이처럼 Python 코드는 실행 전에 Byte Code로 변환되며, 변환된 Byte Code는 __pycache__ 디렉토리에 저장되는 .pyc 파일 형태로 캐싱될 수 있다.

이후 PVM(Python Virtual Machine)이 Byte Code를 한 줄씩 읽고 실행하는 과정을 거친다. 이로 인해 Python은 플랫폼 독립적인 언어가 될 수 있으며, OS에 맞는 PVM만 있으면 동일한 코드가 어디서든 실행될 수 있다.

CPython은 무엇인가?

Python을 사용하다 보면 CPython이라는 용어를 자주 접하게 된다. CPython은 C 언어로 작성된 Python의 기본 구현체로, 공식 Python 구현체를 의미한다. 즉, 우리가 일반적으로 사용하는 Python 인터프리터는 사실상 CPython을 의미한다.

Python 공식 GitHub 저장소를 살펴보면 CPython이 존재하는 것을 확인할 수 있다:

GitHub - python/cpython: The Python programming language

The Python programming language. Contribute to python/cpython development by creating an account on GitHub.

GitHubpython

Python도 결국 내부적으로는 C 언어로 작성되어 있기 때문에, Python Code에서 Byte Code로의 Complie을 거치지 않고 바로 C 언어로 작성된 함수를 호출할 수도 있다. 대표적으로 Numpy 라이브러리가 이러한 방식을 활용한다.

NumPy는 수학 연산 속도를 극대화하기 위해 Python 인터프리터를 거치지 않고 C 언어에서 직접 실행되는 구조를 가지고 있다. 실제로 NumPy의 GitHub 저장소를 확인하면, 코드의 상당 부분이 C 언어로 작성되어 있음을 알 수 있다.

https://github.com/numpy/numpy

그럼 다른 Interpreter도 존재하는가?

Python은 단 하나의 인터프리터만 존재하는 것이 아니다. 대표적인 Python 구현체들을 살펴보면 다음과 같다:

• CPython: C 언어로 작성된 표준 Python 구현체.
• Jython: Python 코드를 Java Byte Code로 변환하여 JVM에서 실행하는 구현체.
• IronPython: .NET 프레임워크를 활용한 구현체.
• PyPy: JIT(Just-In-Time) Compiler를 사용하는 구현체.

특히 PyPy는 JIT(Just-In-Time) 컴파일을 사용하여 실행 성능을 극대화한다. JIT 컴파일러는 프로그램이 실행되는 시점에서 즉시(Just-In-Time) 코드를 컴파일하는 방식으로, Java의 JVM과 유사한 원리로 동작한다.

다시 돌아와서, Python은 정말 인터프리터 언어일까?

위키백과에서도 Python의 정의를 찾아보면 "인터프리터를 사용하는 객체지향 언어"라는 다소 모호한 표현을 사용하고 있다. 심지어 영문 위키백과 버전에는 'Interpreted Language'라는 용어조차 등장하지 않는다.

즉, ‘인터프리터 언어’ 혹은 ‘컴파일러 언어’라는 개념은 특정 프로그래밍 언어의 절대적인 속성을 의미하는 것이 아니라, 해당 언어의 실행 방식이 어떻게 구현되었느냐에 따라 달라질 수 있다. Python 역시 PyPy라는 구현체를 통해 JIT 컴파일 방식을 사용하여 성능을 극대화할 수 있다. 대표적으로 Python과 함께 '인터프리터 언어'로 불리는 JavaScript 역시 최근에는 V8 엔진 등을 통해 내부적으로 컴파일 과정을 거쳐 실행 성능을 최적화한다.

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From my understanding: An interpreted language is a high-level language run and executed by an interpreter (a program which converts the high-level language to machine code and then executing) on…

Stack OverflowPankaj Upadhyay

앞으로 Python은 어떻게 발전할 것인가?

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tech.ssutSuhun Han

최근 언어와 프레임워크들이 점점 쉬워지고 워낙 고수준으로 추상화되어 개발자가 직접 바이트코드를 보거나 관여할 일은 없어지고 있다. 하지만 내부적으로 들여다보면 언어가 어떻게 컴파일되고, 최적화되는지는 지금도 매우 중요하고 파이썬 개발자도 관심을 가져야 할 영역이라고 생각한다.

N = 1000000
# 1 For-loop
result1 = []
for i in range(N):
  result.append(i)
  
# 2 List comprehension
result2 = [i for i in range(N)]

나도 이제부터라도 관심을 가지고 열심히 공부해봐야겠다 😊

Reference

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map[homepage:https://sumercip.com/ name:Sümer Cip]