데린이 성장 일지

파이썬 동작원리

파이썬은 소스 코드를 컴파일하여 바이트코드로 변환한 후, 이를 파이썬 인터프리터에 의해 실행합니다.

인터프리터는 바이트코드를 한 줄씩 읽어서 실행하며, 필요한 경우에는 C/C++로 구현된 내장 함수나 라이브러리를 호출하여 작업을 수행합니다.

파이썬은 동적 타이핑을 지원하기 때문에 실행 시에 변수의 타입을 체크하고 필요에 따라 메모리를 자동으로 관리합니다.

파이썬 인터프리터

인터프리터(Interpreter)는 컴퓨터 프로그래밍 언어로 작성된 소스 코드를 실행하는 프로그램입니다.

인터프리터는 소스 코드를 한 줄씩 읽어들여 해당 코드를 즉시 실행하며, 실행 결과를 즉시 확인할 수 있습니다.

이는 컴파일러와 대비되는 실행 방식입니다.

인터프리터의 주요 특징은 다음과 같습니다:

• 런타임 실행: 인터프리터는 소스 코드를 실행하기 위해 런타임에 코드를 해석하고 실행합니다. 이는 소스 코드를 한 줄씩 읽으며 즉시 실행되므로, 작성한 코드의 결과를 빠르게 확인할 수 있습니다.
• 소스 코드 해석: 인터프리터는 소스 코드를 직접 해석하여 실행합니다. 각 줄을 해석할 때마다 해당하는 동작을 수행하므로, 코드를 작성하고 바로 실행 결과를 확인할 수 있습니다. 이는 개발 과정에서 디버깅과 실험을 용이하게 합니다.
• 타입 체크: 인터프리터는 변수의 타입을 동적으로 체크하여 실행 중에 타입 오류를 발견할 수 있습니다. 이는 동적 타이핑 언어에서 유연한 타입 체크를 가능하게 합니다.
• 이식성: 인터프리터는 대부분의 운영 체제에서 실행될 수 있으며, 특정 운영 체제에 종속되지 않습니다. 따라서 플랫폼 간 이식성이 뛰어나며, 동일한 소스 코드를 다양한 운영 체제에서 실행할 수 있습니다.

인터프리터는 컴파일러와 대비되는 실행 방식을 가지고 있습니다.

컴파일러는 소스 코드를 기계어로 변환하여 실행 파일을 생성하는 반면, 인터프리터는 소스 코드를 직접 해석하고 실행합니다.

컴파일러는 소스 코드를 미리 전체적으로 변환하는 것이기 때문에 실행 속도가 빠르지만, 인터프리터는 코드를 한 줄씩 해석하고 실행하기 때문에 실행 속도가 상대적으로 느릴 수 있습니다.

그러나 인터프리터는 수정 및 디버깅이 용이하고, 코드의 결과를 즉시 확인할 수 있는 장점을 가지고 있습니다.

동적 타이핑

동적 타이핑(Dynamic typing)은 프로그래밍 언어의 타입 시스템 중 하나를 말합니다.

동적 타이핑 언어에서는 변수의 타입을 미리 선언하지 않고도 사용할 수 있습니다.

변수는 실행 시간(runtime)에 자동으로 타입이 결정되며, 할당된 값에 따라 동적으로 타입이 변경될 수 있습니다.

예를 들어, 파이썬에서는 다음과 같이 변수를 선언하고 사용할 수 있습니다:

x = 5  # 정수형 값으로 변수 x를 선언
x = "Hello"  # 문자열 값으로 변수 x의 타입이 변경됨
x = [1, 2, 3]  # 리스트 값으로 변수 x의 타입이 변경됨

위의 예시에서 변수 x는 처음에는 정수형으로 선언되었지만, 이후에는 문자열, 그리고 리스트로 변경되었습니다.

이처럼 동적 타이핑은 변수의 타입을 실행 시간에 결정하기 때문에, 변수에 어떤 종류의 값이 들어올지 미리 예측할 수 없는 상황에서 유연성을 제공합니다.

동적 타이핑 언어의 장점은 다음과 같습니다:

• 유연성: 변수의 타입을 미리 선언하지 않아도 되므로, 다양한 종류의 값을 할당할 수 있어 프로그램의 유연성을 높입니다.
• 생산성: 타입 선언을 생략할 수 있기 때문에 코드 작성이 간결하고 빠릅니다.
• 빠른 프로토타이핑: 미리 타입을 선언할 필요가 없기 때문에, 아이디어를 빠르게 실험하고 구현할 수 있습니다.

하지만 동적 타이핑은 몇 가지 단점도 가지고 있습니다:

• 디버깅의 어려움: 변수의 타입이 실행 시간에 결정되므로, 타입 오류를 발견하기 어려울 수 있습니다.
• 성능 저하: 타입 체크 및 변환 작업이 실행 시간에 추가되므로, 컴파일 타임에 타입을 체크하는 정적 타이핑 언어에 비해 실행 속도가 느릴 수 있습니다.

파이썬 장단점

장점은 다음과 같습니다.

• 가독성: 파이썬은 간결하고 읽기 쉬운 문법을 가지고 있어, 코드를 작성하고 이해하기 쉽습니다. 이는 개발자들이 생산적으로 작업할 수 있게 도와줍니다.
• 쉬운 학습 곡선: 파이썬은 배우기 쉬운 언어입니다. 간단하고 직관적인 문법을 가지고 있으며, 많은 자료와 커뮤니티 지원이 있어 학습 곡선을 낮출 수 있습니다.
• 크로스 플랫폼: 파이썬은 여러 운영 체제에서 동작할 수 있습니다. Windows, macOS, Linux 등 다양한 플랫폼에서 사용할 수 있으며, 이식성이 뛰어나다고 할 수 있습니다.
• 풍부한 라이브러리: 파이썬은 많은 표준 라이브러리와 서드파티 라이브러리를 제공합니다. 이러한 라이브러리들은 다양한 기능과 작업을 쉽게 처리할 수 있도록 도와줍니다.
• 동적 타이핑: 파이썬은 동적 타이핑 언어로서, 변수의 타입을 미리 선언하지 않고도 사용할 수 있습니다. 이는 빠른 프로토타이핑과 유연한 개발을 가능하게 합니다.

단점은 다음과 같습니다.

• 실행 속도: 파이썬은 인터프리터 언어이기 때문에 다른 컴파일 언어에 비해 상대적으로 실행 속도가 느릴 수 있습니다. 하지만 최적화된 라이브러리를 사용하거나 C/C++로 작성된 핵심 부분을 최적화하여 성능을 향상시킬 수 있습니다.
• 글로벌 인터프리터 락(Global Interpreter Lock): 파이썬의 CPython 인터프리터에서는 GIL이라고 불리는 글로벌 인터프리터 락이 존재합니다. 이는 동시에 여러 개의 스레드가 파이썬 바이트코드를 실행하는 것을 제한하여, 멀티스레드 프로그램의 성능을 제한할 수 있습니다.

참고 블로그

비동기 프로그래밍의 필요성

코드에 시간이 오래 걸리는 a task과 시간이 짧게 걸리는 b, c task이 있다고 가정합시다.

동기 프로그래밍은 코드를 순차적으로 처리하게 됩니다.

그렇게 되면 a task이 끝날 때까지 b, c task을 하지 못하고 그로 인해 짧게 걸리는 task인 b, c task의 결과도 그만큼 오래 기다려야할 것입니다.

하지만 비동기 프로그래밍은 코드를 동시처리를 합니다.

그렇게 되면 b, c task은 a task에 상관없이 결과를 바로 받을 수 있고, a task은 a task대로 처리하기 때문에 효율적이게 됩니다.

그렇게 때문에 여러  효율적으로 task를 처리하기 위해서는 비동기프로그래밍이 필요합니다.

python asyncio

python의 asyncio 라이브러리를 사용하면 비동기 프로그래밍을 할 수 있습니다.

def앞에 aysnc를 붙여주면 그 함수는 비동기 함수가 되고, 이를 python에서는 코루틴(coroutine)이라고 합니다.

aysnc def do_async():
	pass

이 비동기 함수를 다른 비동기 함수에 호출을 하려면 await를 붙여서 호출해야 합니다.

aysnc def main_async():
	await do_async()

asyncio.run(main_async())으로 비동기 함수를 실행시킬 수 있습니다.

asyncio.run(main_async())

※참고 블로그에  print문을 이용한 간단한 예시가 있습니다.

단, ipython에서 실행 시키려면

asyncio.run(await main_async())

위처럼 실행시킬 비동기 함수 앞에 await를 붙여줘야 합니다.