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インタプリタとは？コンパイル方式やJITなど現代的な実行方式を図解で理解する

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プログラミング
jit
コンパイラ言語
インタプリタ言語
tech

はじめに

プログラミング言語には、代表的な実行方式として インタプリタ方式 と コンパイル方式 が存在します。

本記事では次の3つについて、図解を用いて整理します。

  • インタプリタ方式とは何か
  • コンパイル方式との違い
  • 多くのランタイムが取り入れている JIT（Just-In-Time）最適化とは何か

インタプリタ方式（Interpreter）

インタプリタ（Interpreter）
語源：interpret（解釈する） → interpreter（通訳者）

通訳者が「声を聴き、意味を理解し、その場で話す」ように、
プログラムのソースコードを 読み取り → 解釈 → 即時実行 する方式です。

処理フロー

コンパイル方式（Compiler）

コンパイル（compile）
語源：compile（編集する・まとめる） → compiler（編集者）

編集者が「原稿をすべて読み込み、誤りを正し、本としてまとめて出版する」ように、
プログラム全体を 事前に機械語（ネイティブコード）へと変換 してから実行する方式です。

処理フロー

インタプリタ方式 vs コンパイル方式

項目 インタプリタ方式 コンパイル方式
実行タイミング 実行時に解釈 実行前に変換
特徴 柔軟・対話的 性能最適化しやすい
代表例 Python / Ruby / JS C / Rust / Go
備考 実処理は VM/JIT を含むことが多い バイナリ単体で実行可能

※ 各言語の実装は多様であり、明確に二分できない場合があります。

JIT 最適化（Just-in-Time）

JIT（Just-in-Time）
語源：just in time（必要な時にちょうど）

実行中に 頻繁に使われる箇所だけ をネイティブコードに最適化する方式です。
インタプリタ・コンパイル方式のいずれとも異なる、実行時最適化 と呼ばれるアプローチです。

処理フロー

JIT を採用する代表的なランタイム

（環境ごとに内部実装は異なるものの、代表例として知られています）

  • Java Virtual Machine（HotSpot / GraalVM）
  • .NET CLR / CoreCLR
  • JavaScript エンジン（V8 / SpiderMonkey）
  • Ruby（YJIT / MJIT）
  • Python（PyPy）

まとめ

インタプリタ（Interpreter）

  • 語源：通訳者
  • 読みながら逐次実行する方式

コンパイル（Compiler）

  • 語源：編集者
  • 実行前にまとめて機械語へ変換する方式

JIT（Just-in-Time）

  • 語源：必要なときにちょうど
  • 実行中に特定部分だけを最適化して高速化する技術

現代の言語処理系は、これらを単独で用いるのではなく、
次のような複数の技術を 組み合わせたハイブリッド型 が主流です。

  • インタプリタ的処理
  • バイトコードを VM で実行
  • 事前コンパイル（AOT）
  • 実行時最適化（JIT）
  • トランスパイル
  • 中間表現（IR）を利用した最適化

「適材適所で複数の方式を組み合わせる」ことが、現代的な実行基盤の特徴です。

参考文献

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