¿Qué es la infraestructura de lenguaje común (CLI)?

Common Language Infrastructure (CLI) es un marco estandarizado desarrollado por Microsoft para construir y ejecutar aplicaciones escrito en diferentes lenguajes de programación. Proporciona una plataforma neutral en cuanto al idioma que permite la interoperabilidad del código, lo que permite que varios idiomas funcionen juntos sin problemas.

¿Qué es la infraestructura del lenguaje común?

Common Language Infrastructure (CLI) es una arquitectura estandarizada diseñada por Microsoft para respaldar el desarrollo y la ejecución de aplicaciones de software escritas en múltiples lenguajes de programación de alto nivel. CLI proporciona un entorno donde el código de diferentes lenguajes puede interoperar, aprovechando un conjunto unificado de servicios y bibliotecas.

Este marco incluye la definición de tipos de datos, ejecución de código y otros tiempo de ejecución comportamientos, asegurando que los programas se puedan ejecutar en varios hardware y plataformas de software sin modificaciones. Al abstraer la plataforma subyacente, CLI permite a los desarrolladores escribir código en su idioma preferido manteniendo la compatibilidad y el rendimiento. El sistema también incluye un modelo de seguridad sólido, recolección de basura, manejo de excepciones y soporte para tipos dinámicos.

Componentes de la infraestructura del lenguaje común

Common Language Infrastructure consta de varios componentes centrales que juntos facilitan el desarrollo y la ejecución de aplicaciones en un entorno multilingüe. Cada componente desempeña un papel crucial para garantizar la interoperabilidad del lenguaje, la gestión del tiempo de ejecución y la coherencia de la ejecución. Incluyen:

• Sistema de tipo común (CTS). CTS define cómo se declaran, utilizan y gestionan los tipos de datos en el entorno de ejecución. Garantiza que los tipos utilizados en diferentes lenguajes de programación puedan interoperar mediante el establecimiento de un marco común para la representación de tipos de datos. Esto permite una integración y comunicación perfecta entre código escrito en diferentes idiomas.
• Especificación de lenguaje común (CLS). CLS proporciona un conjunto de reglas y pautas que los idiomas deben seguir para garantizar que puedan interactuar con otros idiomas compatibles con CLS. Esta especificación define un subconjunto de CTS que todos los idiomas destinados a la CLI deben admitir, promoviendo la interoperabilidad y reduciendo las barreras del idioma.
• Sistema de ejecución virtual (VES). VES, también conocido como Common Language Runtime (CLR) en el marco .NET, es responsable de gestionar la ejecución de programas compatibles con CLI. Proporciona servicios como gestión de memoria, aplicación de seguridad, manejo de excepciones y compilación justo a tiempo (JIT) de código de lenguaje intermedio (IL) a código de máquina nativo.
• Metadatos. metadatos Describe la estructura del código y los tipos que contiene, incluidas clases, interfaces, métodos y campos. Proporciona información esencial que el tiempo de ejecución utiliza para la verificación de tipos, la seguridad y la clasificación, lo que permite un alto grado de introspección y autodescripción en el código.
• Lenguaje Intermedio (IL). IL, también conocido como lenguaje intermedio común (CIL) o lenguaje intermedio de Microsoft (MSIL), es el CPU-Conjunto independiente de instrucciones en las que se compilan los lenguajes CLI. VES ejecuta IL convirtiéndolo en código nativo mediante compilación JIT o compilación anticipada (AOT), lo que permite la independencia y optimización de la plataforma.

¿Cómo funciona la infraestructura del lenguaje común?

La infraestructura de lenguaje común (CLI) opera como un marco integral que permite el desarrollo y ejecución de aplicaciones escritas en múltiples lenguajes de programación, garantizando la interoperabilidad y la ejecución eficiente. A continuación se ofrece una descripción general de cómo funciona CLI:

1. Compilación del código fuente. Cuando escribe código en un lenguaje compatible con CLI, el código fuente es compilado por el compilador de lenguaje correspondiente en un lenguaje intermedio (IL), que es independiente de la CPU. Este código IL es un conjunto de instrucciones de bajo nivel que utilizan todos los lenguajes compatibles con CLI, lo que garantiza coherencia e interoperabilidad.
2. Generación de metadatos. Junto con IL, el compilador genera metadatos que describen los tipos, miembros y referencias dentro del código. Los metadatos incluyen información sobre clases, métodos, campos y otras estructuras de datos, lo que facilita la verificación de tipos, el cumplimiento de la seguridad y otros servicios de tiempo de ejecución.
3. Creación de ensamblaje. El código IL y los metadatos se empaquetan juntos en un ensamblado, que puede ser un ejecutable (.exe) o una biblioteca (.dll). Los ensamblados son los componentes básicos de las aplicaciones CLI y se pueden compartir y reutilizar entre diferentes aplicaciones.
4. Ejecución mediante sistema de ejecución virtual (VES). Cuando se ejecuta un ensamblado, el sistema de ejecución virtual (VES), también conocido como Common Language Runtime (CLR) en .NET, toma el control. VES carga el ensamblado, lee los metadatos y comienza la ejecución convirtiendo el código IL en código de máquina nativo mediante compilación justo a tiempo (JIT). Alternativamente, se puede utilizar la compilación anticipada (AOT) para convertir IL a código nativo antes de la ejecución, mejorando el rendimiento.
5. Gestión de la memoria. VES maneja la gestión de la memoria mediante la recolección automática de basura. Este proceso identifica y libera memoria que ya no está en uso, evitando que la memoria fugas y optimizar la utilización de recursos.
6. Aplicación de la seguridad. CLI incorpora un modelo de seguridad sólido que aplica la seguridad de acceso al código (CAS) y la seguridad de tipos, garantizando que el código se ejecute dentro de los permisos y límites definidos. Esto evita el acceso no autorizado y la ejecución de código dañino.
7. Manejo de excepciones. VES proporciona un mecanismo de manejo de excepciones consistente en todos los lenguajes compatibles con CLI, lo que permite a los desarrolladores escribir aplicaciones sólidas y tolerantes a errores. Las excepciones se gestionan de manera uniforme, lo que garantiza que los errores se detecten y manejen de manera adecuada.
8. Interoperabilidad. El sistema de tipos común (CTS) y la especificación de lenguaje común (CLS) garantizan que diferentes idiomas puedan funcionar juntos sin problemas. CTS define un conjunto común de tipos de datos y operaciones, mientras que CLS especifica las características que los lenguajes deben admitir para garantizar la interoperabilidad. Esto permite la integración de componentes y bibliotecas escritas en diferentes idiomas dentro de una sola aplicación.

Beneficios de la infraestructura de lenguaje común

La infraestructura de lenguaje común (CLI) ofrece numerosos beneficios que mejoran el desarrollo y la ejecución de software en diversos lenguajes de programación. Estas ventajas contribuyen a una mayor eficiencia, interoperabilidad y mantenibilidad en el proceso de desarrollo:

• Interoperabilidad. CLI permite que diferentes lenguajes de programación funcionen juntos sin problemas. Esto permite a los desarrolladores utilizar el mejor lenguaje para cada tarea específica dentro de una sola aplicación, facilitando la colaboración y la reutilización del código.
• Independencia de plataforma. Los programas escritos con CLI pueden ejecutarse en varias plataformas de hardware y software sin modificaciones. Esta compatibilidad multiplataforma garantiza que las aplicaciones puedan llegar a una audiencia más amplia y adaptarse fácilmente a diferentes entornos.
• Sistema de tipo unificado. El sistema de tipos comunes (CTS) en CLI proporciona un marco coherente para definir y utilizar tipos de datos. Esta estandarización reduce los errores relacionados con el tipo y simplifica la manipulación de datos en todos los idiomas.
• Seguridad. CLI incluye un modelo de seguridad sólido que ayuda a proteger las aplicaciones de diversas amenazas. Hace cumplir la seguridad y la verificación del acceso al código, garantizando que solo se ejecute código seguro y autorizado.
• Ejecución gestionada. El sistema de ejecución virtual (VES) gestiona la ejecución de programas y proporciona servicios como recolección de basura, manejo de excepciones y gestión de recursos. Este entorno administrado reduce el riesgo de pérdidas de memoria y mejora la estabilidad de las aplicaciones.
• Optimización del rendimiento. CLI incluye funciones que optimizan el rendimiento, como la compilación justo a tiempo (JIT). Esto traduce código de lenguaje intermedio a código de máquina nativo en tiempo de ejecución, mejorando la velocidad de ejecución y la eficiencia.
• Desarrollo flexibilidad. Al admitir múltiples lenguajes de programación, CLI ofrece a los desarrolladores la flexPosibilidad de elegir las mejores herramientas y lenguajes para sus proyectos. Esto fomenta la innovación y permite a los equipos aprovechar la experiencia y los recursos existentes de manera efectiva.