Common Language Infrastructure (CLI) é uma estrutura padronizada desenvolvida pela Microsoft para construir e executar aplicações escrito em diferentes linguagens de programação. Ele fornece uma plataforma neutra em termos de linguagem que permite a interoperabilidade de código, permitindo que várias linguagens funcionem juntas perfeitamente.
O que é infraestrutura de linguagem comum?
Common Language Infrastructure (CLI) é uma arquitetura padronizada projetada pela Microsoft para oferecer suporte ao desenvolvimento e execução de aplicativos de software escritos em várias linguagens de programação de alto nível. A CLI fornece um ambiente onde códigos de diferentes linguagens podem interoperar, aproveitando um conjunto unificado de serviços e bibliotecas.
Esta estrutura inclui a definição de tipos de dados, execução de código e outros tempo de execução comportamentos, garantindo que os programas possam ser executados em vários Hardwares e plataformas de software sem modificação. Ao abstrair a plataforma subjacente, a CLI permite que os desenvolvedores escrevam código em sua linguagem preferida, mantendo a compatibilidade e o desempenho. O sistema também inclui um modelo de segurança robusto, coleta de lixo, tratamento de exceções e suporte para tipos dinâmicos.
Componentes de infraestrutura de linguagem comum
A Common Language Infrastructure consiste em vários componentes principais que juntos facilitam o desenvolvimento e a execução de aplicativos em um ambiente multilíngue. Cada componente desempenha um papel crucial para garantir a interoperabilidade da linguagem, o gerenciamento do tempo de execução e a consistência da execução. Eles incluem:
- Sistema de tipo comum (CTS). CTS define como os tipos de dados são declarados, usados e gerenciados no ambiente de tempo de execução. Ele garante que os tipos usados em diferentes linguagens de programação possam interoperar, estabelecendo uma estrutura comum para representação de tipos de dados. Isso permite integração e comunicação perfeitas entre códigos escritos em diferentes linguagens.
- Especificação de linguagem comum (CLS). O CLS fornece um conjunto de regras e diretrizes que os idiomas devem seguir para garantir que possam interagir com outros idiomas compatíveis com CLS. Esta especificação define um subconjunto de CTS que todas as linguagens direcionadas à CLI devem suportar, promovendo a interoperabilidade e reduzindo as barreiras linguísticas.
- Sistema de execução virtual (VES). VES, também conhecido como Common Language Runtime (CLR) na estrutura .NET, é responsável por gerenciar a execução de programas compatíveis com CLI. Ele fornece serviços como gerenciamento de memória, aplicação de segurança, tratamento de exceções e compilação just-in-time (JIT) de código de linguagem intermediária (IL) para código de máquina nativo.
- Metadados. metadados descreve a estrutura do código e os tipos dentro dele, incluindo classes, interfaces, métodos e campos. Ele fornece informações essenciais que o tempo de execução utiliza para verificação de tipo, segurança e empacotamento, permitindo um alto grau de introspecção e autodescrição no código.
- Linguagem intermediária (IL). IL, também conhecida como linguagem intermediária comum (CIL) ou linguagem intermediária Microsoft (MSIL), é a linguagem intermediária CPU-conjunto independente de instruções para as quais as linguagens CLI são compiladas. O VES executa IL convertendo-o em código nativo usando compilação JIT ou compilação antecipada (AOT), permitindo independência e otimização de plataforma.
Como funciona a infraestrutura de linguagem comum?
A infraestrutura de linguagem comum (CLI) opera como uma estrutura abrangente que permite o desenvolvimento e a execução de aplicações escritas em múltiplas linguagens de programação, garantindo interoperabilidade e execução eficiente. Aqui está uma visão geral de como a CLI funciona:
- Compilação de código fonte. Ao escrever código em uma linguagem compatível com CLI, o código fonte é compilado pelo respectivo compilador de linguagem em uma linguagem intermediária (IL), que é independente da CPU. Este código IL é um conjunto de instruções de baixo nível que todas as linguagens compatíveis com CLI usam, garantindo consistência e interoperabilidade.
- Geração de metadados. Juntamente com IL, o compilador gera metadados, que descrevem os tipos, membros e referências dentro do código. Os metadados incluem informações sobre classes, métodos, campos e outras estruturas de dados, facilitando a verificação de tipos, a aplicação de segurança e outros serviços de tempo de execução.
- Criação de montagem. O código IL e os metadados são empacotados juntos em um assembly, que pode ser um executável (.exe) ou uma biblioteca (.dll). Os assemblies são os blocos de construção dos aplicativos CLI e podem ser compartilhados e reutilizados em diferentes aplicativos.
- Execução por sistema de execução virtual (VES). Quando um assembly é executado, o sistema de execução virtual (VES), também conhecido como Common Language Runtime (CLR) no .NET, assume o controle. O VES carrega o assembly, lê os metadados e inicia a execução convertendo o código IL em código de máquina nativo usando compilação just-in-time (JIT). Alternativamente, a compilação antecipada (AOT) pode ser usada para converter IL em código nativo antes da execução, melhorando o desempenho.
- Gerenciamento de memória. O VES lida com o gerenciamento de memória por meio da coleta automática de lixo. Este processo identifica e libera memória que não está mais em uso, evitando que a memória vazamentos e otimizar a utilização de recursos.
- Aplicação de segurança. A CLI incorpora um modelo de segurança robusto que impõe segurança de acesso ao código (CAS) e segurança de tipo, garantindo que o código seja executado dentro de permissões e limites definidos. Isso evita o acesso não autorizado e a execução de códigos prejudiciais.
- Manipulação de exceção. O VES fornece um mecanismo consistente de tratamento de exceções em todas as linguagens compatíveis com CLI, permitindo que os desenvolvedores escrevam aplicativos robustos e tolerantes a erros. As exceções são gerenciadas de maneira uniforme, garantindo que os erros sejam detectados e tratados de forma adequada.
- Interoperabilidade. O sistema de tipo comum (CTS) e a especificação de linguagem comum (CLS) garantem que diferentes linguagens possam trabalhar juntas perfeitamente. O CTS define um conjunto comum de tipos de dados e operações, enquanto o CLS especifica os recursos que as linguagens devem suportar para garantir a interoperabilidade. Isto permite a integração de componentes e bibliotecas escritas em diferentes linguagens dentro de uma única aplicação.
Benefícios da infraestrutura de linguagem comum
A infraestrutura de linguagem comum (CLI) oferece vários benefícios que aprimoram o desenvolvimento e a execução de software em diversas linguagens de programação. Estas vantagens contribuem para aumentar a eficiência, interoperabilidade e capacidade de manutenção no processo de desenvolvimento:
- Interoperabilidade. CLI permite que diferentes linguagens de programação funcionem juntas perfeitamente. Isso permite que os desenvolvedores utilizem a melhor linguagem para cada tarefa específica dentro de uma única aplicação, facilitando a colaboração e a reutilização de código.
- Independência de plataforma. Os programas escritos usando CLI podem ser executados em várias plataformas de hardware e software sem modificação. Essa compatibilidade entre plataformas garante que os aplicativos possam atingir um público mais amplo e se adaptar facilmente a diferentes ambientes.
- Sistema de tipo unificado. O sistema de tipo comum (CTS) na CLI fornece uma estrutura consistente para definir e usar tipos de dados. Essa padronização reduz erros relacionados ao tipo e simplifica a manipulação de dados entre linguagens.
- Segurança. A CLI inclui um modelo de segurança robusto que ajuda a proteger os aplicativos contra diversas ameaças. Ele impõe segurança e verificação de acesso ao código, garantindo que apenas códigos seguros e autorizados sejam executados.
- Execução gerenciada. O sistema de execução virtual (VES) gerencia a execução de programas, fornecendo serviços como coleta de lixo, tratamento de exceções e gerenciamento de recursos. Esse ambiente gerenciado reduz o risco de vazamentos de memória e melhora a estabilidade do aplicativo.
- Otimização de performance. A CLI inclui recursos que otimizam o desempenho, como compilação just-in-time (JIT). Isso traduz o código de linguagem intermediária em código de máquina nativo em tempo de execução, melhorando a velocidade e a eficiência de execução.
- Desenvolvimento flexcapacidade. Ao suportar múltiplas linguagens de programação, a CLI oferece aos desenvolvedores a flexpossibilidade de escolher as melhores ferramentas e linguagens para seus projetos. Isto promove a inovação e permite que as equipas aproveitem eficazmente os conhecimentos e os recursos existentes.