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.