ITにおけるビルドとは？コンパイルとの違いや3つの仕組みについて解説

ITにおけるビルドとは

ビルドとは、記述したソースコードに問題がないかどうかの解析を行い、問題がなければ実行可能なファイルに変換することです。

プログラミングによって記述されたソースコードは、ビルドを行うことでアプリケーションなどとして実行できるようになります。

ビルドに似た言葉に「コンパイル」がありますが、コンパイルはソースコードをプログラミング言語から機械語に翻訳する作業のことで、ビルドの中に含まれる作業の1つです。

ビルドの仕組み3つ

ビルドの仕組みをご紹介します。

普段プログラミングを行っている人の中にも、自分でも行っているビルド作業がどのような仕組みになっているのか知らないという方もいるのではないでしょうか。

ここではビルドの仕組み3つをご紹介しますので、どのような仕組みになっているのか参考にしてみてください。

1：プリプロセッサの役割

プリプロセッサとは、コンパイルのための準備を行うことです。

ソースコードの静的解析を行い、コードに問題が見つからなければ、プリプロセッサによって前処理が行われます。プリプロセッサによる前処理はC言語やCOBOLなどで行われますが、行わない言語もあります。

また、前処理では定数の数値への置換、コメント削除、マクロの展開などが行われます。

2：リンカの役割

リンカとは、ビルド作業によって作成されたオブジェクトファイルを1つにまとめるものです。

複数のオブジェクトファイルをまとめる作業のことを「リンク」と呼び、作業を行うものを「リンカ」と呼びます。

リンカはmain関数を持つオブジェクトファイルから順に検索を行っていき、必要な情報を集めて1つの実行ファイルを作成します。

3：コンパイラの役割

コンパイラとは、コンパイルを実行するものです。

プリプロセッサによって前処理が行われたソースファイルは、コンパイラによってコンパイルされます。

コンパイルとは、人間が読み書きしやすい言語をコンピュータが理解しやすい機械語に翻訳する処理のことです。具体的には、C言語などのプログラミング言語で書かれたソースコードをアセンブラ言語に変換する作業になります。

ビルドとは？主な5つの流れ

ビルドの流れについてご紹介します。

ここまでビルドの仕組みについてご紹介しましたが、実際にはどのような流れでビルドが行われているのでしょうか。

ここではビルドの主な流れ5つをご紹介しますので、どのような流れで処理が行われているのか参考にしてみてください。

1：各ソースコードの静的解析

ソースコードのビルドを行う場合、まずは各ソースコードの静的解析が実施されます。

静的解析とは実行せずに検証作業を行うもので、ビルドにおける最初の処理です。各ソースコードは静的解析によって解析が行われ、コーディングルールに違反しているなど、ソースコードの中にバグがないかどうかを見つけるための処理が実行されます。

2：バグの有無がないかの判断

静的解析では、ソースコードの中に文法や構文の誤りがないかどうかを確認します。

静的解析の段階でソースコードの中に誤りが見つかった場合、コンパイルへ進まずに処理は一旦中止され、バグが見つかった場所を通知して処理は終わります。

この静的解析によってコーディングの段階で構文ミスなどのバグを見つけることができるため、修正コストを抑えることができます。

3：コンパイルのための前処理を行う

ソースコードに問題が見つからなければ、プリプロセッサによりコンパイルのための前処理を行います。

前処理では前述のとおり、定数の数値への置換やマクロの展開などを行います。通常ではC言語などを用いる場合に前処理が必要になりますが、前処理が必要ない言語に対してプリプロセッサを使用することもできます。

たとえば、Javaにプリプロセッサを使い、ファイルを圧縮することもあります。

4：コンパイルの実行

前処理を行った後は、コンパイラによってコンパイルを実行します。

コンパイルによって、人間が読み書きしやすいC言語などのプログラミング言語で書かれたソースコードが、コンピュータに理解しやすい機械語に翻訳されます。具体的には、コンパイルによってソースコードがオブジェクトファイルに変換されます。

5：各オブジェクトファイルやライブラリのリンクを行う

前処理を行った後は、コンパイラによってコンパイルを実行します。

コンパイルによってソースコードがオブジェクトファイルに変換できたら、リンカによって最後にオブジェクトやライブラリのリンク作業を行います。

全てのパーツがリンクされることで複数のオブジェクトファイルが1つにまとまり、最終的に実行ファイルができあがります。ここまでの作業をすべて済ませることで、ビルドが完了したことになります。

ビルドの2つの構築事例

ビルドの構築事例をご紹介します。

実際にソースコードをビルドする場合、どのようなパターンがあるのでしょうか。ここではビルドでJavaのプロジェクトファイルとLAMP環境を構築する2つのパターンをご紹介しますので、ぜひ参考にしてみてはいかがでしょうか。

Javaでのビルド事例

Javaでビルドを行う場合、代表的なツールとしては「Apache Maven」があります。

Apache Mavenでビルドする場合、「pom.xml」というファイルにビルド内容が記述されます。Apache Mavenではpom.xmlに記述したファイルを「Mavenリポジトリ」からダウンロードできるという特徴があります。

また、バージョン管理も可能なので、Javaをビルドする場合はApache Mavenがおすすめです。

LAMP環境でのビルド事例

LAMP環境とはWebアプリ開発用のオープンソースソフトで、「Linux」「Apache」「MySQL」「PHP」の頭文字を取ったものです。

LAMP環境を構築する場合、パッケージを使用せずにそれぞれのソースコードをビルドすることで、それぞれのソフトウェアの最新バージョンを利用できるようになります。

パッケージを利用する場合は最新バージョンが利用しにくいため、ソースコードからビルドしてLAMP環境を構築しましょう。

ビルドの応用編3選

ビルドの応用編3選をご紹介します。

ビルドはソースコードを実行する際に手作業ですべてビルドする方法以外にも、ビルドツールを使用してビルド作業を自動化する方法や、差分ビルドでビルド時間を短縮する方法、リビルドを利用する方法などもあります。

ここではビルドの応用編3選をご紹介しますので、どのような方法があるのかぜひ参考にしてみてはいかがでしょうか。

1：ビルドツールを用いてビルド作業を自動化する

規模が大きいソフトウェアのビルドを行う場合、ビルド作業を自動化できるビルドツールを使用するケースが多いです。

ビルドツールを利用する場合、コマンドの呼び出しなどの手順をスクリプトファイルに順番に保存し、ビルドツールでファイルを指定して実行することでビルド作業を一気に実行することができます。

ビルドツールを利用する場合は、開発環境以外でもソースコードとスクリプトファイルさえあればビルドできるため、その環境に合ったパッケージを作ることが可能です。

2：差分ビルドでビルド時間を短縮する

差分ビルドとは、差分だけをビルドすることでビルド時間を短縮することです。

実際のビルドは差分ビルドとなっており、新しく更新された差分のみをビルドするようになっているため、ビルドを高速化しています。

ソースコードの内容が同じであれば生成されるオブジェクトファイルも変わらないという仕組みを利用して、ソースコードとオブジェクトファイルの更新時間を比較し、オブジェクトファイルのほうが新しければ差分ビルドが行われます。

3：リビルドを利用する場合のやり方

リビルドとは「再構築する」という意味の言葉で、ソースコードをすべてビルドすることです。

リビルドでは差分ビルドではなく、すべてのコードを強制的にビルドできます。たとえばバックアップしておいた古いソースコードに戻す場合、リビルドしなければバックアップの内容が実行ファイルに反映されません。

また、製品をリリースする前のビルド作業では、リビルドコマンドを利用してリビルドを行います。

ビルドとはソースコードの問題解析とファイルを変換して組み立てることである

ビルドによってコーディングの段階でコードのミスなどを見つけることができるため、修正コストを抑えられます。

ぜひこの記事でご紹介したビルドの仕組みや主な流れ、ビルドの2つの構築事例、ビルドの応用編などを参考に、ビルドについて理解を深めてみてはいかがでしょうか。