Chúng là gì và chúng khác nhau như thế nào?

Mã nguồn của các ngôn ngữ lập trình cấp cao như PHP, Swift và JavaScript trông hơi giống ngôn ngữ tự nhiên. Bạn sẽ thấy các từ tiếng Anh trong mã như vậy và bạn sẽ có thể hiểu một số chức năng của nó, ngay cả khi bạn không biết chính ngôn ngữ đó. Nhưng mã nguồn đó phải ở định dạng máy có thể đọc được để máy tính chạy chương trình cuối cùng.

Để làm điều này, máy cần một trung gian để dịch mã của bạn thành thứ mà nó có thể xử lý. Trung gian này có thể là trình thông dịch, trình biên dịch hoặc trình dịch hợp ngữ. Tất cả chúng đều làm một việc giống nhau: chúng dịch mã nguồn từ dạng mà con người có thể đọc được sang dạng mà máy có thể đọc được. Nhưng làm thế nào họ làm điều đó là khá khác nhau.

Thông dịch viên là gì?

Trình thông dịch đọc từng dòng mã, từng dòng một và thực thi nó ngay lập tức trong thời gian chạy. Trình thông dịch không đợi toàn bộ mã nguồn được chuyển đổi thành mã máy trước khi gửi nó tới CPU. Thay vào đó, nó chuyển đổi từng dòng mã thành mã byte dành riêng cho trình thông dịch và thực thi từng lệnh khi nó được dịch. Trong khi tác vụ thực thi phụ thuộc trực tiếp vào trình thông dịch, CPU cấp nguồn cho chính trình thông dịch.

Vì nó phân tích cú pháp và chạy từng dòng một nên quá trình này thường tương đối chậm hơn. Với ý nghĩ đó, các lỗi trong ngôn ngữ lập trình được giải thích rất dễ phát hiện vì chúng cung cấp phản hồi tức thì cho từng dòng mã.

Tuy nhiên, nhược điểm của hành vi này là lỗi thời gian chạy làm hỏng chương trình trong quá trình thực thi, dẫn đến trải nghiệm người dùng kém, đặc biệt nếu dự án của bạn thiếu thử nghiệm đầy đủ.

Trình biên dịch là gì?

Trình biên dịch đọc mã nguồn của bạn và dịch nó thành tệp thực thi mà máy có thể đọc được. Không giống như trình thông dịch, nó đọc toàn bộ mã nguồn trong một lần, tạo mã máy để CPU xử lý sau này. Vì trình biên dịch chỉ thực hiện tác vụ này một lần nên các chương trình được biên dịch thường nhanh hơn và tiết kiệm bộ nhớ hơn.

Tuy nhiên, trình biên dịch không tính đến lỗi thời gian chạy. Thay vào đó, nó sẽ đánh dấu một số lỗi nhất định tại thời điểm biên dịch, điều này thường tốt hơn. Loại lỗi này xuất hiện trong quá trình phát triển, không phải khi chương trình bắt đầu chạy. Tuy nhiên, hãy nhớ rằng lỗi thời gian chạy vẫn có thể xảy ra, ngay cả trong các chương trình đã biên dịch.

Sự khác biệt chính

Trình thông dịch và trình biên dịch đều phổ biến, vì vậy thật hữu ích khi biết những điểm khác biệt chính giữa chúng.

Thực thi mã: Xử lý đầu vào và đầu ra

Trình thông dịch chỉ có thể thu thập, dịch và thực thi từng đầu vào trên mỗi dòng. Nó chạy từng dòng của mã nguồn một cách tuần tự khi nó xuất hiện và đầu ra cuối cùng phụ thuộc vào kết quả mà mỗi dòng xuất ra trong quá trình thực thi.

Một trình biên dịch gói toàn bộ mã nguồn và chỉ dịch nó một lần. Vì vậy, nó lấy toàn bộ mã nguồn của bạn làm đầu vào, mã này sẽ chuyển đổi và gửi tới CPU để nhận đầu ra.

Gỡ lỗi và truy xuất nguồn gốc lỗi

Đối với mã được giải thích, các lỗi dễ theo dõi hơn vì trình thông dịch có thể báo cáo chúng bằng cách tham chiếu trực tiếp đến nguồn ban đầu. Tuy nhiên, khi có lỗi tại bất kỳ thời điểm nào trong quá trình thực thi, trình thông dịch sẽ dừng lại. Vì vậy, việc sửa lỗi có thể hơi khó khăn vì bạn cần tạo lại chúng trong thời gian chạy. Nó thậm chí có thể trở nên tồi tệ hơn nếu ghi nhật ký thời gian chạy không đầy đủ.

Mặt khác, các lỗi thời gian chạy trong ngôn ngữ được biên dịch có thể khó theo dõi hơn vì không có trình thông dịch để báo cáo về chúng. Nhưng các lỗi bạn phát hiện ra tại thời điểm biên dịch thường dễ xử lý hơn vì trình biên dịch sẽ xác định chúng một cách nhất quán.

Hầu hết các ngôn ngữ được biên dịch cũng có một cơ chế để phát hiện các biến không sử dụng, kiểu không tương thích và lỗi cú pháp, ngăn chặn các loại lỗi này ngay từ đầu.

Hiệu suất và tốc độ

Đúng như dự đoán, trình biên dịch giúp máy chạy mã chương trình nhanh hơn vì CPU chỉ xử lý mã một lần. Điều này không đúng với trình thông dịch, dịch từng dòng trong thời gian chạy.

Mặc dù có những nguyên tắc lập trình mà bạn có thể sử dụng để tối ưu hóa mã được diễn giải, trình thông dịch vẫn sẽ dành thời gian phân tích cú pháp và thực thi từng dòng trước khi chuyển sang dòng tiếp theo. Tuy nhiên, trình trợ giúp trình biên dịch có sẵn để làm cho ngôn ngữ được giải thích nhanh hơn.

Chẳng hạn, trình duyệt Chrome xử lý JavaScript bằng công cụ V8; cái này chạy trên trình biên dịch Just-In-Time (JIT). Mô-đun Pyinstaller là một trình trợ giúp khác gói và biên dịch tập lệnh Python thành một gói thực thi.

Mặc dù những trình trợ giúp này rất hữu ích để gộp một ngôn ngữ được thông dịch vào một trình biên dịch, nhưng điều đó không thay đổi thực tế là trình dịch cơ bản vẫn là một trình thông dịch.

Sử dụng bộ nhớ

Hành vi sử dụng bộ nhớ của trình thông dịch và trình biên dịch là tương đối và thường phụ thuộc vào mã nguồn và các yếu tố khác. Trong khi một số lập trình viên lập luận rằng mã chunking trong trình thông dịch làm giảm mức sử dụng bộ nhớ, trình thông dịch cũng ghi lại mức sử dụng bộ nhớ tổng hợp.

Chẳng hạn, khi bạn kiểm tra hồ sơ sử dụng bộ nhớ của mã Python, dung lượng bộ nhớ mà nó tiêu thụ có thể khiến bạn ngạc nhiên.

Tuy nhiên, nói chung, các chương trình đã biên dịch cần ít bộ nhớ thời gian chạy hơn. Vì chúng chuyển đổi trước toàn bộ mã nguồn thành mã mà máy có thể đọc được nên chúng giúp CPU ít phải làm việc hơn. Điều này trái ngược với trình thông dịch, chỉ dịch mã trong thời gian chạy.

Hỗ trợ ngôn ngữ lập trình

Trình thông dịch và trình biên dịch có tỷ lệ phân phối ngôn ngữ lập trình hợp lý. Một số ngôn ngữ được biên dịch phổ biến bao gồm C, C#, Rust và Golang. Các ngôn ngữ thông dịch cũng phổ biến, trong đó có Python, JavaScript và PHP.

Nhiều lập trình viên có xu hướng thích ngôn ngữ thông dịch hơn. Mặc dù JavaScript và Python sử dụng trình thông dịch, nhưng về tổng thể, chúng là hai ngôn ngữ được mong muốn nhất, theo Khảo sát nhà phát triển Stack Overflow năm 2023. Rust và C# đại diện cho các nhóm được biên dịch ở vị trí thứ năm và thứ sáu.

Nơi ngôn ngữ thông dịch tỏa sáng

Thông dịch viên tỏa sáng trong các lĩnh vực sau:

• Chúng cho phép truy tìm lỗi dễ dàng vì trình thông dịch thực thi từng dòng mã riêng biệt.
• Thường nhanh hơn để đạt được một sản phẩm khả thi tối thiểu sớm hơn với các ngôn ngữ được thông dịch, vì chúng có cú pháp ít phức tạp hơn so với các ngôn ngữ được biên dịch.
• Không giống như các ngôn ngữ được biên dịch có kiểu nhập tĩnh, các ngôn ngữ được thông dịch sử dụng kiểu nhập động, giúp giảm độ phức tạp của mã và nâng cao khả năng đọc.

Ngôn ngữ được biên dịch ở đâu giành chiến thắng

Còn trình biên dịch thì sao? Dưới đây là một số khía cạnh mà ngôn ngữ của họ thể hiện sức mạnh:

• Các ngôn ngữ được biên dịch thường thực thi nhanh hơn, yêu cầu bộ nhớ thời gian chạy ít hơn do quá trình dịch mã chỉ xảy ra một lần trước.
• Thực thi sau khi biên dịch giúp phát hiện lỗi sớm. Trình biên dịch đảm bảo rằng việc triển khai không thành công khi có lỗi. Điều này tốt hơn là bắt lỗi trong thời gian chạy.
• Mặc dù được nhập tĩnh, các ngôn ngữ được biên dịch xác định rõ ràng ý định của các biến và hàm, làm cho chúng được ghi lại nhiều hơn.

Chọn Translator phù hợp cho dự án của bạn

Như bạn đã thấy, trình biên dịch và trình thông dịch có những lĩnh vực tương ứng mà chúng vượt trội. Trong khi một số lập trình viên khẳng định rằng các ngôn ngữ được biên dịch nhanh hơn và tốt hơn về tổng thể, thì những người khác lại cho rằng hiệu suất phụ thuộc vào cấu trúc mã và nền tảng.

Nhưng quan trọng hơn, sự lựa chọn dịch giả của bạn cũng phải phụ thuộc vào một số yếu tố khác bên cạnh cơ chế kỹ thuật của chúng. Tính dễ học, tính cộng đồng và mục đích của dự án là một trong những yếu tố cần xem xét khi lựa chọn giữa ngôn ngữ thông dịch và ngôn ngữ biên dịch.