Runtime en­vi­ro­n­me­nt: ¿qué es un sistema en tiempo de ejecución?

Todos los días uti­li­za­mos gran variedad de programas para llevar a cabo diversas tareas, como editar gráficos, procesar textos o realizar cálculos. Poder ejecutar estas apli­ca­cio­nes de la manera más rápida y fluida posible bajo cualquier ci­r­cu­n­s­ta­n­cia ya se ha co­n­ve­r­ti­do en la norma. Sin embargo, esto supone un reto para los de­sa­rro­lla­do­res, porque los sistemas ope­ra­ti­vos más uti­li­za­dos (Windows, macOS y Linux) difieren si­g­ni­fi­ca­ti­va­me­n­te entre sí. Además, suele haber di­fe­re­n­tes versiones del mismo sistema operativo, por lo que, en teoría, sería necesario adaptar cada programa a cada versión. Para evitarlo, los de­sa­rro­lla­do­res emplean sistemas en tiempo de ejecución.

Los sistemas en tiempo de ejecución o RTE (del inglés runtime en­vi­ro­n­me­nt) reciben a veces el nombre de entornos en tiempo de ejecución, aunque suelen referirse siempre a los primeros. ¿En qué consisten?

En pocas palabras, los sistemas en tiempo de ejecución actúan como un pequeño sistema operativo y pro­po­r­cio­nan toda la fu­n­cio­na­li­dad que los programas necesitan para eje­cu­tar­se. Esto incluye desde in­te­r­fa­ces hasta elementos físicos de hardware, pasando por in­ter­ac­cio­nes del usuario y co­m­po­ne­n­tes de software.

Un runtime en­vi­ro­n­me­nt carga todas las apli­ca­cio­nes de un programa y las ejecuta en una pla­ta­fo­r­ma. Esta pla­ta­fo­r­ma pone a di­s­po­si­ción todos los recursos ne­ce­sa­rios para ejecutar el programa in­de­pe­n­die­n­te­me­n­te del sistema operativo. Por ejemplo, la re­pro­du­c­ción de co­n­te­ni­dos web de audio y vídeo sólo es posible si se dispone del sistema en tiempo de ejecución adecuado, como por ejemplo Adobe Flash Player. Si este entorno está instalado, los co­n­te­ni­dos flash del web siempre se re­pro­du­cen con la misma calidad y la misma fu­n­cio­na­li­dad, sin importar el navegador o el sistema operativo.

A través de un sistema en tiempo de ejecución, la apli­ca­ción en ejecución in­ter­ac­túa con el runtime en­vi­ro­n­me­nt. A su vez, el sistema en tiempo de ejecución media entre el programa de apli­ca­ción y el sistema operativo. Cuando el programa se ejecuta, envía in­s­tru­c­cio­nes al pro­ce­sa­dor y la memoria del ordenador, y accede a los recursos del sistema. Así, el sistema en tiempo de ejecución incluye el hardware, el espacio de al­ma­ce­na­mie­n­to, las variables del entorno, las in­ter­ac­cio­nes del usuario y los co­m­po­ne­n­tes de software.

Un sistema en tiempo de ejecución pro­po­r­cio­na varias funciones básicas para la memoria, las redes y el hardware. El entorno de ejecución ejecuta estas funciones en lugar del programa e in­de­pe­n­die­n­te­me­n­te del sistema operativo. Entre ellas, se incluyen tra­n­s­fe­rir datos a través de las redes y controlar los di­s­po­si­ti­vos de entrada y salida, así como leer, editar, buscar, organizar o ad­mi­ni­s­trar archivos.

Como usuario, puedes sacar mucho partido a los sistemas en tiempo de ejecución, porque permiten ejecutar los programas en cualquier sistema operativo, ac­ce­die­n­do a todas las funciones ne­ce­sa­rias. Los programas también tienen una interfaz de usuario idéntica, in­de­pe­n­die­n­te­me­n­te de si se ejecutan en Windows, macOS o Linux. Los de­sa­rro­lla­do­res utilizan los sistemas en tiempo de ejecución para probar las apli­ca­cio­nes mientras se ejecutan. En caso de error, el entorno de ejecución informa del motivo del fallo o el mal fu­n­cio­na­mie­n­to. También los fra­me­wo­r­ks se incluyen entre los sistemas en tiempo de ejecución. Estos marcos si­m­pli­fi­can el de­sa­rro­llo de software y pro­po­r­cio­nan un entorno en tiempo de ejecución con el que probar las apli­ca­cio­nes diseñadas.

Como hemos me­n­cio­na­do, los sistemas en tiempo de ejecución pro­po­r­cio­nan fu­n­cio­na­li­dad mu­l­ti­pla­ta­fo­r­ma para ejecutar las apli­ca­cio­nes. Esto si­m­pli­fi­ca el de­sa­rro­llo de programas, porque no hay que ada­p­tar­los a cada sistema operativo y cada versión del mismo. Si un programa se ejecuta en un runtime en­vi­ro­me­nt, los usuarios de todos los sistemas se be­ne­fi­cian de las mismas funciones y de una interfaz casi idéntica.

Otra ventaja es que se ahorran recursos: varias apli­ca­cio­nes similares pueden utilizar el mismo sistema en tiempo de ejecución y compartir co­m­po­ne­n­tes comunes.

Uno de los mejores ejemplos de sistema en tiempo de ejecución es Java: para ejecutar programas Java, se requiere el sistema en tiempo de ejecución co­rre­s­po­n­die­n­te: Java Runtime En­vi­ro­n­me­nt. Por este motivo, los programas Java son en gran medida in­de­pe­n­die­n­tes del sistema operativo su­b­ya­ce­n­te y pueden eje­cu­tar­se en cua­l­quie­ra de ellos, siempre que se haya instalado este sistema en tiempo de ejecución. Como Java Runtime En­vi­ro­n­me­nt es una pla­ta­fo­r­ma de software, también se conoce como pla­ta­fo­r­ma Java. Consiste en una interfaz de pro­gra­ma­ción, una máquina virtual y varias bi­blio­te­cas de programas. El lenguaje de pro­gra­ma­ción Java se pro­po­r­cio­na en la API (ap­pli­ca­tion and pro­gra­m­mi­ng interface, o interfaz de apli­ca­ción y pro­gra­ma­ción).

Estos son otros ejemplos famosos de sistemas en tiempo de ejecución:

• Ac­tio­n­S­cri­pt Ap­pli­ca­tion (ASAP): ofrece módulos para de­sa­rro­lla­do­res de flash.
• Blueprint: este framework CSS tiene en cuenta los déficits de co­m­pa­ti­bi­li­dad de los na­ve­ga­do­res y facilita la op­ti­mi­za­ción de CSS. Blueprint también está di­s­po­ni­ble como tema básico de CMS para Drupal y WordPress.
• Common Language Runtime: un sistema en tiempo de ejecución virtual para apli­ca­cio­nes .NET que in­te­r­pre­ta el lenguaje Common In­te­r­me­dia­te Language.
• Crystal Space: es gratuito, incluye un motor 3D y se utiliza para de­sa­rro­llar juegos y otras re­pre­se­n­ta­cio­nes 3D.
• Cygwin: un runtime en­vi­ro­n­me­nt para ejecutar apli­ca­cio­nes de Linux también en Windows, macOS y otros sistemas ope­ra­ti­vos.
• .NET Framework: las apli­ca­cio­nes de Windows .NET solo pueden eje­cu­tar­se con este framework de Microsoft.
• Node.js: este sistema en tiempo de ejecución de Ja­va­S­cri­pt permite el uso del script del lado del servidor. Sin embargo, el propio creador de Node.js criticó algunas de sus ca­ra­c­te­rí­s­ti­cas y de­sa­rro­lló Deno, un nuevo runtime en­vi­ro­n­me­nt más moderno y seguro para Ja­va­S­cri­pt del lado del servidor.
• Visual Basic Runtime: requerido para muchos programas shareware y freeware.
• WINE: este sistema en tiempo de ejecución permite ejecutar apli­ca­cio­nes de Windows en otros sistemas ope­ra­ti­vos, como Linux, FreeBSD o macOS. Sin embargo, no garantiza to­ta­l­me­n­te la co­m­pa­ti­bi­li­dad.
• XULRunner: un sistema en tiempo de ejecución para apli­ca­cio­nes XUL como Firefox, Thu­n­de­r­bi­rd o Songbird. En principio, estas apli­ca­cio­nes también se ejecutan sin XULRunner, aunque, de cara al futuro, este entorno de ejecución común se utilizará cada vez más para ahorrar recursos.