Ambiente di runtime: di cosa si tratta?

Ogni giorno utilizziamo una serie di programmi che dispongono di svariate funzioni. Col passare del tempo e i passi da giganti degli strumenti tecnologici che utilizziamo, ci aspettiamo ormai che tutti questi software funzionino quasi alla perfezione. Per gli sviluppatori però non è altrettanto scontato, in quanto i sistemi operativi più utilizzati si differenziano significativamente l’uno dall’altro, senza contare le differenze tra le varie versioni. Teoricamente sarebbe necessario adattare ogni programma a ciascuna di queste versioni per Windows, macOS e Linux. Per aggirare il problema gli sviluppatori utilizzano i runtime environment o ambienti di runtime.

Gli ambienti di runtime vengono chiamati anche RTE, dall’abbreviazione del termine inglese “Runtime Environment”. Da non confondere con gli ambienti di esecuzione o gli ambienti di sviluppo, gli ambienti di runtime svolgono una funzione essenziale. Ma di che cosa si tratta?

Volendo spiegarlo in maniera comprensibile ai più, i runtime environment fungono da piccoli sistemi operativi che mettono a disposizione tutte le funzionalità di cui un programma ha bisogno per la corretta esecuzione. Tra questi si contano anche le interfacce di elementi fisici di un hardware o le interazioni utente e le componenti software.

Un ambiente di runtime carica tutte le applicazioni di un programma e le esegue su una piattaforma. Su questa piattaforma vengono messe a disposizione tutte le risorse necessarie per l’esecuzione del programma indipendentemente dal sistema operativo. Ad esempio: la riproduzione di contenuti web audio e video è possibile solamente se si dispone dell’ambiente di runtime necessario, come Adobe Flash Player. Con questo plug-in che funziona anche da runtime delle applicazioni Internet, potete riprodurre i contenuti flash dal web sempre con la stessa qualità e allo stesso modo, indipendentemente dal sistema operativo e dal browser che state utilizzando.

Attraverso il cosiddetto sistema di runtime, o runtime system, un’applicazione in esecuzione interagisce con l’ambiente di runtime. Questo ambiente serve da intermediario tra il programma e il sistema operativo. Non appena viene eseguito un programma, questo comunica con il processore del computer e con la RAM, indicando le risorse di sistema di cui ha bisogno. Dell’ambiente di runtime fanno parte l’hardware, la memoria e le variabili dell’ambiente, così come anche le interazioni dell’utente e le componenti software.

Un runtime environment mette a disposizione diverse funzioni di base per la memoria, le reti e gli hardware. Queste funzioni vengono eseguite dall’ambiente di runtime invece che dal programma, in maniera indipendente dal sistema operativo. A queste funzioni si ascrivono la lettura e la scrittura di file, la gestione di unità di entrata e di uscita, la ricerca, la classificazione e l’amministrazione di file o il trasporto di dati sulle reti.

Anche i semplici utenti utilizzano gli ambienti di runtime, in quanto questi permettono ai programmi di disporre di tutte le funzionalità necessarie per poter funzionare indipendentemente dal sistema operativo in uso. Inoltre i programmi hanno un’interfaccia utente identica sulle varie versioni di Windows, macOS e Linux.

Gli sviluppatori, invece, li utilizzano per testare l’esecuzione delle applicazioni su cui stanno lavorando. Nel caso si verifichi un errore, gli ambienti di runtime notificano il motivo del crash o del malfunzionamento. Anche i framework fanno parte degli ambienti di runtime. Queste strutture informatiche semplificano lo sviluppo software e mettono a disposizione ambienti di runtime con i quali poter eseguire le applicazioni realizzate.

Come già accennato, i runtime environment rendono possibile la funzionalità dei programmi su piattaforme diverse. Questo semplifica lo sviluppo, in quanto il programma non deve essere modificato e adattato per ogni singolo sistema operativo e le relative versioni. Nel caso di programmi eseguiti tramite un ambiente di runtime, gli utenti possono approfittare di tutte le sue funzioni allo stesso modo su tutte le piattaforme, utilizzando la stessa, più o meno identica, interfaccia utente.

Un ulteriore vantaggio è il risparmio di risorse. Programmi simili possono utilizzare lo stesso ambiente di runtime, condividendo le componenti di sistema.

Uno degli esempi di runtime più noti e utilizzati è Java. L’esecuzione di programmi Java richiede l’utilizzo dell’apposito ambiente di runtime: Java Runtime Environment. Questo infatti permette ai programmi Java di essere eseguibile su qualsiasi sistema operativo, rimanendone tra l’altro quasi completamente indipendente. Trattandosi di una piattaforma software, l’ambiente di runtime Java viene definito anche “piattaforma Java” e consiste di un’interfaccia di programmazione, anche detta API, di una macchina virtuale e di librerie di programma. Il linguaggio di programmazione Java è integrato nell’API.

Altri esempi comuni di ambienti di runtime sono:

• ActionScript Application (ASAP): offre componenti agli sviluppatori Flash.
• Blueprint: il framework CSS prende in considerazione i deficit di compatibilità dei browser e alleggerisce l’ottimizzazione di CSS. Blueprint è disponibile anche come tema di base di CMS come Drupal e WordPress.
• Common Language Runtime: un ambiente di runtime virtuale per applicazioni .NET che interpreta il Common Intermediate Language Code.
• Crystal Space: gratuito, comprende un motore 3D e viene impiegato nello sviluppo di videogiochi e di altre riproduzioni 3D.
• Cygwin: un runtime environment per applicazioni Linux che permette di eseguirle anche su Windows, macOS e altri sistemi operativi.
• Framework .NET: le applicazioni Windows .NET possono essere eseguite solamente con il framework di Microsoft.
• Node.js: l’ambiente di runtime di JavaScript permette l’utilizzo di linguaggi di scripting lato server. Ma lo stesso sviluppatore ha criticato varie cose di Node.js, decidendo così di realizzare e rilasciare Deno, un runtime environment nuovo, più moderno e sicuro, per JavaScript lato server.
• Visual Basic Runtime: necessario per molti programmi shareware e freeware.
• WINE: con questo ambiente di runtime le applicazioni Windows possono essere eseguite anche su altri sistemi operativi come Linux, FreeBSD o macOS. Tuttavia la compatibilità non è completamente garantita.
• XULRunner: un ambiente di runtime per applicazioni XUL come Firefox, Thunderbird o Songbird, nonostante questi programmi funzionino anche senza. In futuro questo runtime environment verrà utilizzato sempre più così da garantire un risparmio delle risorse.