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Programación

Tema 28: Frameworks de desarrollo y arquitectura MVC

Frameworks de desarrollo y arquitectura MVC.

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Art. 2

Plataforma .NET

TAI Bloque 3 · Tema 305

La plataforma .NET

.NET es la plataforma de desarrollo de Microsoft para construir aplicaciones de escritorio, web, móviles, servicios y nube. Desde la aparición de .NET Core (unificado a partir de .NET 5 en un único producto), .NET es un proyecto de código abierto (open source), multiplataforma (Windows, Linux, macOS) y gobernado por la .NET Foundation, en contraste con el histórico .NET Framework, ligado a Windows. Toda la infraestructura de ejecución está definida por un estándar público, la Common Language Infrastructure (CLI), especificación ECMA-335.

El Common Language Runtime (CLR)

El CLR (Common Language Runtime) es el entorno de ejecución de código administrado (managed code) de .NET; funciona como una máquina virtual que gestiona la ejecución de los programas desarrollados en el framework. El código que se compila para el CLR se denomina código administrado y se beneficia de servicios como:

Recolección de basura (garbage collection): libera automáticamente la memoria de los objetos que ya no se usan, evitando fugas de memoria.
Manejo estructurado de excepciones, incluso entre lenguajes.
Seguridad, verificación de tipos, control de versiones y despliegue.
Integración entre lenguajes (cross-language): objetos escritos en distintos lenguajes (C#, VB.NET, F#) interoperan porque comparten un sistema de tipos común.

El CLR es, por tanto, el componente encargado de ejecutar el manejo de excepciones y la recolección de basura.

CIL, CTS y ensamblados

CIL (Common Intermediate Language): lenguaje de bajo nivel y neutral respecto a la plataforma que utilizan los compiladores como salida intermedia. El código fuente (C#, VB.NET…) se compila a CIL, y el CLR lo compila a código nativo (JIT) en tiempo de ejecución.
CTS (Common Type System): especificación de los tipos de datos comunes para todos los lenguajes de .NET, lo que permite la interoperabilidad entre ellos.
Ensamblado (assembly): es la unidad fundamental de implementación y despliegue de .NET; se materializa en un archivo ejecutable (.exe) o una biblioteca de clases (.dll). Contiene el CIL y los metadatos. Una característica clave es que los ensamblados solo se cargan en memoria si son necesarios: si no se usan, no se cargan.

Namespace y NuGet

Un Namespace (espacio de nombres) es un prefijo utilizado para agrupar tipos relacionados y evitar colisiones de nombres (por ejemplo, System.Web.Mvc).
NuGet es el administrador de paquetes (package manager) oficial de .NET para incorporar y versionar dependencias/librerías de terceros.
Para la gestión de logs en la plataforma .NET, una librería habitual es Apache Log4NET (port de Log4j).

El lenguaje C#

C# es el lenguaje principal de .NET, orientado a objetos y con tipado fuerte.

Herencia y miembros de clase

C# admite herencia única (una clase deriva de una sola clase base), aunque puede implementar múltiples interfaces. Una clase puede contener dos tipos de miembros básicos: miembros de métodos y campos. Los constructores son las acciones necesarias para inicializar instancias de la clase (o la propia clase, en el caso del constructor estático).

Modificadores de acceso (accesibilidad)

C# define cuatro modificadores (public, protected, internal, private) que combinan seis niveles de accesibilidad:

Modificador	Alcance del acceso
public	Sin restricciones; desde cualquier parte del código.
protected	La clase contenedora o las clases derivadas de ella.
internal	Limitado al ensamblado actual.
protected internal	El ensamblado actual o las clases derivadas.
private	Solo la clase/tipo contenedor.
private protected	La clase contenedora o las clases derivadas que forman parte del mismo ensamblado.

Métodos virtuales, de reemplazo y abstractos

Un método virtual se declara e implementa en la clase base con la palabra clave virtual y puede ser reemplazado (no obligatoriamente) por las clases derivadas.
Un método de reemplazo (override) redefine en la clase derivada, con override, el comportamiento de un método virtual de la clase base.
Un método abstracto es un método virtual sin implementación en la clase base; solo se permite en una clase abstracta y debe implementarse obligatoriamente en todas las clases derivadas no abstractas.

Delegados y LINQ

Un delegate es, conceptualmente, un puntero a una función con seguridad de tipos, que permite pasar métodos como parámetros.
LINQ significa Language INtegrated Query: un conjunto de tecnologías de consulta integradas en el lenguaje, utilizado en C#. Para concatenar dos secuencias se usa el operador Concat.

C++ (contexto comparativo)

C++ sí utiliza punteros (afirmar lo contrario es falso) y dispone de un amplio conjunto de palabras reservadas (keywords).

Desarrollo web: ASP.NET, IIS e interfaces

ASP.NET es el marco de desarrollo web de .NET, habitualmente alojado en el servidor IIS (Internet Information Services).

Un Application Pool en IIS es una forma de aislar unas aplicaciones web de otras, de modo que un fallo en una no afecte a las demás (aislamiento de procesos).
El ViewState en ASP.NET Web Forms es un mecanismo para mantener el estado de la página en el lado del cliente (serializado en un campo oculto).

MVC frente a Web Forms

MVC significa Model-View-Controller (Modelo-Vista-Controlador). Su concepto principal es la separación de la lógica de negocio de la presentación. ASP.NET MVC es un marco de presentación de poca complejidad y fácil de comprobar (testeable) que se integra con las características existentes de ASP.NET y ofrece una alternativa al patrón de ASP.NET Web Forms basada en el modelo de arquitectura MVC. El marco MVC clásico se define en el espacio de nombres System.Web.Mvc.

El Routing es el mecanismo para mapear URLs a controladores y acciones.
Una API REST es, en la práctica, un backend capaz de responder a llamadas a una serie de URLs, típicamente en formato JSON.

ASP.NET Core

En ASP.NET Core, la clase que por convención configura los servicios y la canalización (pipeline) de solicitudes se denomina Startup. Razor es la sintaxis de plantillas utilizada en ASP.NET Core para crear vistas dinámicas en aplicaciones web, combinando marcado HTML con código C#.

Fuentes

Microsoft Learn — Common Language Runtime (CLR) overview: https://learn.microsoft.com/en-us/dotnet/standard/clr
Microsoft Learn — Access Modifiers (C# reference): https://learn.microsoft.com/en-us/dotnet/csharp/language-reference/keywords/access-modifiers
Microsoft Learn — Common Type System: https://learn.microsoft.com/en-us/dotnet/standard/base-types/common-type-system
Microsoft Learn — Assemblies in .NET: https://learn.microsoft.com/en-us/dotnet/standard/assembly/
Microsoft Learn — What is ASP.NET Core / MVC: https://learn.microsoft.com/en-us/aspnet/core/mvc/overview
Microsoft Learn — LINQ (Language Integrated Query): https://learn.microsoft.com/en-us/dotnet/csharp/linq/
Microsoft Learn — NuGet package manager: https://learn.microsoft.com/en-us/nuget/what-is-nuget
Microsoft Learn — IIS Application Pools: https://learn.microsoft.com/en-us/iis/configuration/system.applicationhost/applicationpools/

Hacer test Art. 2

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Art. 3

Patrones de diseño

TAI Bloque 3 · Tema 304

Patrones de diseño

Un patrón de diseño es una solución probada y reutilizable a un problema recurrente en el diseño de software orientado a objetos. Los patrones no son código concreto, sino plantillas que describen cómo estructurar clases y objetos para lograr sistemas flexibles, mantenibles y con bajo acoplamiento. La referencia canónica es el libro Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software (1994), escrito por Erich Gamma, Richard Helm, Ralph Johnson y John Vlissides, conocidos como la GoF (Gang of Four). Este catálogo define 23 patrones organizados en tres categorías (y solo tres): de creación, estructurales y de comportamiento. Términos como "de iteracción", "de administración" o "de interacción" no son categorías válidas de la clasificación GoF.

Patrones de creación (creational)

Su objetivo es inicializar y configurar clases y objetos, abstrayendo el proceso de instanciación para que el cliente no dependa de cómo se crean los objetos. Son cinco: Abstract Factory, Builder, Factory Method, Prototype y Singleton. Una afirmación incorrecta sobre ellos es decir que "definen la forma en que los objetos interactúan entre sí": eso corresponde a los patrones de comportamiento, no a los de creación.

Patrón	Propósito
Singleton	Genera clases de las que se puede instanciar un único objeto, garantizando una sola instancia y un punto de acceso global a ella. Se apoya en métodos y atributos privados y estáticos (constructor privado, método estático de acceso).
Factory Method	Define una interfaz para crear un objeto, pero deja que sean las subclases quienes decidan qué clase instanciar. Modela la creación de objetos.
Abstract Factory	Proporciona una interfaz para crear familias de objetos relacionados sin que el cliente conozca los detalles de instanciación de las clases concretas de las que depende.
Prototype	Crea nuevos objetos clonando una instancia prototípica existente.
Builder	Separa la construcción de un objeto complejo de su representación.

Patrones estructurales (structural)

Su propósito es desacoplar la interfaz y la implementación de clases y objetos, componiendo objetos para formar estructuras mayores. Son siete: Adapter, Bridge, Composite, Decorator, Facade, Flyweight y Proxy. Conviene recordar que Adapter NO es un patrón de creación, sino estructural.

Patrón	Propósito
Adapter (Adaptador)	Convierte la interfaz de una clase en otra distinta que esperan los clientes, permitiendo colaborar a clases con interfaces incompatibles.
Bridge (Puente)	Desacopla una abstracción de su implementación para que ambas puedan variar o evolucionar de forma independiente.
Composite	Combina objetos en estructuras de árbol para representar jerarquías parte-todo, tratando de forma uniforme objetos individuales y composiciones.
Decorator	Añade dinámicamente nuevas responsabilidades a un objeto, ofreciendo una alternativa flexible a la herencia para extender la funcionalidad. Es este patrón (y no Composite) el indicado cuando se quieren añadir responsabilidades a objetos concretos de manera dinámica y transparente sin afectar a otros.
Proxy	Proporciona un sustituto o representante de otro objeto para controlar el acceso a él, sin exponer su representación interna.
Facade	Ofrece una interfaz unificada de alto nivel para un subsistema de interfaces.
Flyweight	Comparte objetos para dar soporte eficiente a grandes cantidades de instancias.

Patrones de comportamiento (behavioral)

Su objetivo es gestionar las interacciones dinámicas entre sociedades de clases y objetos, es decir, cómo se comunican y reparten responsabilidades. Son once: Chain of Responsibility, Command, Interpreter, Iterator, Mediator, Memento, Observer, State, Strategy, Template Method y Visitor.

Patrón	Propósito
Observer (Observador)	Notifica automáticamente a múltiples objetos los cambios de estado de un sujeto, manteniendo un acoplamiento débil. Adecuado cuando un objeto emite un evento que genera alteraciones en otros objetos.
Strategy (Estrategia)	Encapsula una familia de algoritmos y los hace intercambiables en tiempo de ejecución.
Command (Comando)	Encapsula una solicitud/acción como un objeto, junto con los parámetros que necesita para ejecutarse. Permite pasarla como parámetro, almacenarla o registrarla, parametrizar las peticiones del cliente y, como ventaja destacada, deshacer (undo) operaciones.
Mediator (Mediador)	Define un objeto que encapsula cómo interactúan un conjunto de objetos. Promueve un bajo acoplamiento evitando que los objetos se refieran unos a otros explícitamente, y permite variar su interacción de forma independiente.
State (Estado)	Permite que un objeto cambie su comportamiento cuando cambia su estado interno, como si cambiara de clase.
Chain of Responsibility	Crea una cadena de objetos receptores para tratar una petición, evitando el acoplamiento entre el emisor y el receptor.
Memento	Captura y externaliza el estado interno de un objeto para poder restaurarlo después.

Principio Abierto-Cerrado (OCP)

Enunciado por Bertrand Meyer, el Principio Abierto-Cerrado establece que las entidades de software deben estar abiertas a la extensión pero cerradas a la modificación. Como criterio práctico de diseño, si al introducir un cambio este impacta a varios módulos de la aplicación, es señal de que la aplicación no está bien diseñada. Los patrones de diseño ayudan a cumplir este principio.

Arquitectura Modelo-Vista-Controlador (MVC)

MVC es un patrón arquitectónico que separa la interfaz de usuario de la lógica de negocio subyacente, dividiendo la aplicación en tres componentes:

Modelo: gestiona los datos y la lógica de negocio del sistema; es el modelo (no el controlador) quien gestiona todos los accesos a la información con la que opera el sistema (base de datos, API, etc.).
Vista: presenta la información al usuario (renderiza el modelo). La vista NO recibe las peticiones ni solicita los datos al modelo; su papel es la presentación.
Controlador: recibe las peticiones del usuario, interactúa con el modelo y selecciona la vista a mostrar. Es el punto de entrada que coordina modelo y vista.

Por tanto, es falso afirmar que "el controlador gestiona todos los accesos a la información" (eso es responsabilidad del modelo) o que "la vista recibe las peticiones y solicita los datos al modelo" (eso corresponde al controlador). Esta separación de responsabilidades mejora la organización, el mantenimiento y la escalabilidad del código.

Fuentes

Gamma, Helm, Johnson, Vlissides (Gang of Four), Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software, Addison-Wesley, 1994 (catálogo de 23 patrones y su clasificación).
Refactoring.Guru — Catálogo de patrones de diseño: https://refactoring.guru/es/design-patterns/catalog
Wikipedia — Model–view–controller: https://en.wikipedia.org/wiki/Model%E2%80%93view%E2%80%93controller
Microsoft Learn — Overview of ASP.NET Core MVC: https://learn.microsoft.com/en-us/aspnet/core/mvc/overview
MDN Web Docs — MVC (Glossary): https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Glossary/MVC

Hacer test Art. 3

Tema 28: Frameworks de desarrollo y arquitectura MVC

Plataformas Java EE y .NET

Plataformas Java EE y .NET

Plataforma .NET

La plataforma .NET

El Common Language Runtime (CLR)

CIL, CTS y ensamblados

Namespace y NuGet

El lenguaje C#

Herencia y miembros de clase

Modificadores de acceso (accesibilidad)

Métodos virtuales, de reemplazo y abstractos

Delegados y LINQ

C++ (contexto comparativo)

Desarrollo web: ASP.NET, IIS e interfaces

MVC frente a Web Forms

ASP.NET Core

Fuentes

Programación Orientada a Objetos y UML

Programación Orientada a Objetos y UML

Patrones de diseño

Patrones de diseño

Patrones de creación (creational)

Patrones estructurales (structural)

Patrones de comportamiento (behavioral)

Principio Abierto-Cerrado (OCP)

Arquitectura Modelo-Vista-Controlador (MVC)

Fuentes

Vence AI