Python Guru Series - Phần 2: Hiểu Về Trình Thông Dịch Trong Python
Xin chào các bạn,
Trong phần thứ hai của loạt bài Python Guru Series, hôm nay mình muốn thảo luận về một chủ đề thú vị và quan trọng: Các trình biên dịch và thông dịch trong Python. Điều này không chỉ hữu ích với những lập trình viên Python, mà còn đối với mọi lập trình viên khác.
Tổng Quan Về Trình Biên Dịch và Trình Thông Dịch
Trong lĩnh vực khoa học máy tính, khái niệm về trình biên dịch và trình thông dịch là những vấn đề cơ bản mà bất kỳ lập trình viên nào cũng cần nắm rõ.
- Trình biên dịch (Compiler) là phần mềm nhận diện và dịch toàn bộ mã nguồn thành mã máy, giúp máy tính thực thi chương trình.
- Trình thông dịch (Interpreter) là chương trình thực thi mã nguồn trực tiếp mà không cần biên dịch trước.
Hãy tưởng tượng rằng trình biên dịch giống như một người phiên dịch chuẩn bị tài liệu trước khi gặp đối tác, còn trình thông dịch giống như một người dịch thực hiện công việc phiên dịch ngay tại thời điểm tiếp xúc với ý kiến của đối tác.
Về cơ bản, trình biên dịch thường nhanh hơn và giúp phát hiện lỗi tốt hơn, nhưng trình thông dịch rất linh hoạt, cho phép sửa lỗi tức thời ngay tại thời điểm thực thi.
Python: Ngôn Ngữ Biên Dịch Hay Thông Dịch?
Python được coi là một ngôn ngữ thông dịch. Trình thông dịch Python hoạt động theo các bước sau:
- Phân tích từ vựng (Lexing): Chuyển mã nguồn thành chuỗi token.
- Phân tích cú pháp (Parsing): Kiểm tra cú pháp và ngữ pháp, xuất ra cây cú pháp trừu tượng (AST).
- Biên dịch (Compiling): Chuyển cây AST thành mã bytecode.
- Thông dịch (Interpreting): Thực hiện xử lý bytecode để máy tính thực thi.
Các Trình Thông Dịch Trong Python
CPython
CPython là trình thông dịch mặc định và có khả năng tương thích cao nhất với các thư viện Python.
PyPy
PyPy sử dụng Just-In-Time (JIT) compiler, giúp tối ưu hóa mã và gia tăng tốc độ thực thi. Đặc biệt vượt trội trong các bài toán CPul-bound.
Jython
Jython biên dịch mã Python thành bytecode Java, cho phép tích hợp với thư viện Java.
IronPython
IronPython, được phát triển bằng C#, cho phép sử dụng các thư viện .NET và thực thi mã Python trên nền tảng .NET.
MicroPython
MicroPython là một phiên bản nhẹ, được tối ưu cho các thiết bị nhỏ và ứng dụng IoT.
Thực Nghiệm Hiệu Năng
Để chứng minh hiệu suất của các trình thông dịch, chúng ta tiến hành benchmark hai chương trình: sum.py và fibonnaci.py trên máy tính chạy Ubuntu 22.04.
Kết Quả Đo Lường Hiệu Năng
Chương trình tính tổng (sum.py)
- Cpython: Average time: 35.575 seconds
- Pypy: Average time: 0.816 seconds
Chương trình Fibonacci (fibonnaci.py)
- Cpython: Average time: 22.862 seconds
- Pypy: Average time: 2.034 seconds
Nhận Xét
Kết quả cho thấy Pypy vượt trội hơn CPython trong các bài toán yêu cầu tính toán nhiều. Cả hai trình thông dịch đều có đặc điểm tương đồng như Global Interpreter Lock (GIL).
Kết Luận
Bài viết đã trình bày những kiến thức cơ bản nhưng quan trọng về các trình biên dịch và trình thông dịch phổ biến trong Python. Việc lựa chọn trình thông dịch phù hợp với nhu cầu và ngữ cảnh cụ thể cực kỳ quan trọng để cải thiện hiệu suất của ứng dụng.
Cảm ơn các bạn đã theo dõi phần 2 của loạt bài Python Guru Series!
source: viblo
