2020-12-30
在做項目的時候，經常會碰到這個問題，主要程序是用java寫的，有些功能使用python寫的，整個項目需要把java代碼和python代碼進行整合，在一個項目里面運行，這就涉及到java調用python的問題。
java調用python程序有幾種思路：需要先搭建好 java 及 python 的編譯執行環境。
前兩種都是本地調用。第三種是通過微服務的方式。
1. 一個解決思路是在java項目中引入jython，然后使用python解釋器運行jython代碼。
2. 在java程序中直接調用python程序，這樣無論python程序引入什么樣的庫（模塊），只要程序可以直接通過python xxx.py運行，則在Java程序中也能運行。java通過Runtime類調用python命令執行。
3. 通過python發布微服務，java請求的方式調用。即接口調用。會占用網絡資源。
4. 可能還有其他方法
若果在您的代碼中不包含第三方依賴的話，引入jython這未嘗不是一種比較方便快捷的方案，在這里就不做討論了。當在python腳本中包含第三方依賴時，目前的解決方案是通過Runtime工具執行cmd命令來調用本地python解釋器，然后通過在本地安裝需要的依賴包並在python腳本中正常導入即可。
1. 一個解決思路是在java項目中引入jython
然后使用python解釋器運行jython代碼
2.1 注意事項
在使用jython實現Java調用python程序，如果python程序中包含有第三方庫（如numpy），則會報如下錯誤：
Exception in thread "main" Traceback (innermost last): File "pyfile/detect.py", line 3, in ? ImportError: no module named numpy2.2 引入Jython
此方法需要引用org.python包，需要下載Jpython。在這里先介紹一下Jpython。下面引入百科的解釋：
- Jython是一種完整的語言，而不是一個Java翻譯器或僅僅是一個Python編譯器，它是一個Python語言在Java中的完全實現。Jython也有很多從CPython中繼承的模塊庫。最有趣的事情是Jython不像CPython或其他任何高級語言，它提供了對其實現語言的一切存取。所以Jython不僅給你提供了Python的庫，同時也提供了所有的Java類。這使其有一個巨大的資源庫。
這里我建議下載最新版本的Jpython，因為可以使用的python函數庫會比老版本的多些，目前最新版本為2.7。
下載jar包請點擊Download Jython 2.7.0 - Standalone Jar
下載安裝程序請點擊Download Jython 2.7.0 - Installer
如果使用maven依賴添加的話，使用下面的語句
<dependency> <groupId>org.python</groupId> <artifactId>jython-standalone</artifactId> <version>2.7.0</version> </dependency>
2.3 示例1
1）可以直接在java類中寫python語句了，具體代碼如下：
import org.python.util.PythonInterpreter; public class Test { public static void main(String[] args) { PythonInterpreter interpreter = new PythonInterpreter(); interpreter.exec("a=[5,2,3,9,4,0]; "); interpreter.exec("print(sorted(a));"); //此處python語句是3.x版本的語法 } }
2）運行結果
[0, 2, 3, 4, 5, 9]
2.4 示例2 - 無參數
1）首先在本地建立一個python腳本，命名為printhello.py，寫了一個簡單的兩個數做加法的函數，代碼如下：
if __name__ == '__main__': print("hello")
2）python的功能函數已經寫好，接下來我們寫一個java的測試類（同樣需要用到Jpython包），來測試一下是否可以運行成功。代碼如下：
import org.python.util.PythonInterpreter; public class Test { public static void main(String[] args) { // TODO Auto-generated method stub PythonInterpreter interpreter = new PythonInterpreter(); interpreter.execfile("D:\\Projects\\java\\javacallpython\\printhello.py"); } }
3) 運行結果
hello
2.5 示例3 - 有參數
1）首先在本地建立一個python腳本，命名為add.py，寫了一個簡單的兩個數做加法的函數，代碼如下：
def add(a,b): return a + b
2）python的功能函數已經寫好，接下來我們寫一個java的測試類（同樣需要用到Jpython包），來測試一下是否可以運行成功。代碼如下：
import org.python.core.PyFunction; import org.python.core.PyInteger; import org.python.core.PyObject; import org.python.util.PythonInterpreter; public class Test { public static void main(String[] args) { // TODO Auto-generated method stub PythonInterpreter interpreter = new PythonInterpreter(); interpreter.execfile("D:\\Projects\\java\\javacallpython\\add.py"); // 第一個參數為期望獲得的函數（變量）的名字，第二個參數為期望返回的對象類型 PyFunction pyFunction = interpreter.get("add", PyFunction.class); int a = 5, b = 10; //調用函數，如果函數需要參數，在Java中必須先將參數轉化為對應的“Python類型” PyObject pyobj = pyFunction.__call__(new PyInteger(a), new PyInteger(b)); System.out.println("the anwser is: " + pyobj); } }
3）運行結果
the anwser is: 15
當python調用其他第三方包時候，使用iython會報以下錯誤（這里以numpy為例）：
Exception in thread "main" Traceback (most recent call last):
File "D:\Projects\java\IdeaProjects\javacallpython\src\main\java\testnp.py", line 2, in <module>
import numpy as np
ImportError: No module named numpy
2. 在java程序中直接調用python程序
這樣無論python程序引入什么樣的庫（模塊），只要程序可以直接通過python xxx.py運行，則在Java程序中也能運行。下面重點介紹在Java中直接調用python程序的方法。
2.1 java中的核心代碼，Runtime.getRuntime().exec()，如果python的入口函數不需要參數的話，可以直接將調用py文件的字符寫入，示例
Runtime.getRuntime().exec(“python”,” D:\\pyworkspace\\main.py”)
2.2 需要注意的一些問題，要保證在命令行模式下，鍵入命令
python D:/pyworkspace/main.py
程序可以正常運行。也就是要保證有一個配置好的python環境。這個示例程序比較簡單，如果是一個比較復雜的python項目，可能涉及到的模塊比較多，用到的庫也很多，需要將python環境配置完整，先在命令行下運行，無誤后再在java程序中調用。
2.3 示例1
1）我們要調用的python代碼：
import sys def main(abc): print(abc) if __name__ == '__main__': for i in range(1, len(sys.argv)): strs = sys.argv[i] main(strs)
程序目錄名稱為D:/pyworkspace/main.py，函數main有參數，參數通過sys傳入，也就是在java中定義好參數，然后通過sys，將參數傳給main函數，把參數打印出來。
2）Java程序代碼
import java.io.BufferedReader; import java.io.IOException; import java.io.InputStreamReader; public class Main { public static void main(String[] args) { // TODO Auto-generated method stub Process proc; try { String[] args1 = new String[] { "python", "D:\\pyworkspace\\main.py", "hello,test java and python"}; proc=Runtime.getRuntime().exec(args1); //用輸入輸出流來截取結果 BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(proc.getInputStream())); String line = null; while ((line = in.readLine()) != null) { System.out.println(line); } in.close(); proc.waitFor(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } }
可以看到核心代碼就是
String[] args1 = new String[] { "python", "D:\\pyworkspace\\main.py", "hello,test java and python"};
proc=Runtime.getRuntime().exec(args1);
Runtime.getRuntime().exec()的參數是一個字符串數組，相當於執行
python D:/pyworkspace/main.py，
往main.py中傳遞參數"hello,test java and python"。
3）運行結果
hello,test java and python
3.
就是python提供服務調用接口，java去調用該接口來獲得該服務並獲取返回結果。
以后有機會補充。
4.
總結
雖然在Java中調用Python可以有多種方式解決，甚至因為Jython的出現更顯得非常便利。但是這種程序間嵌套調用的方式不可取，首先拋開調用性能不說，增加了耦合復雜度。更加有效的方式應該是通過RCP或者RESTful接口進行解耦，這樣各司其職，也便於擴展，良好的架構是一個項目能夠健康發展的基礎。在微服務架構大行其道的今天，這種程序間嵌套調用的方式將會逐漸被淘汰。