java调用python程序

2020-12-30

在做项目的时候，经常会碰到这个问题，主要程序是用java写的，有些功能使用python写的，整个项目需要把java代码和python代码进行整合，在一个项目里面运行，这就涉及到java调用python的问题。

java调用python程序有几种思路：需要先搭建好 java 及 python 的编译执行环境。

前两种都是本地调用。第三种是通过微服务的方式。

1. 一个解决思路是在java项目中引入jython，然后使用python解释器运行jython代码。

2. 在java程序中直接调用python程序，这样无论python程序引入什么样的库（模块），只要程序可以直接通过python xxx.py运行，则在Java程序中也能运行。java通过Runtime类调用python命令执行。

3. 通过python发布微服务，java请求的方式调用。即接口调用。会占用网络资源。

4. 可能还有其他方法

 若果在您的代码中不包含第三方依赖的话，引入jython这未尝不是一种比较方便快捷的方案，在这里就不做讨论了。当在python脚本中包含第三方依赖时，目前的解决方案是通过Runtime工具执行cmd命令来调用本地python解释器，然后通过在本地安装需要的依赖包并在python脚本中正常导入即可。

1. 一个解决思路是在java项目中引入jython

然后使用python解释器运行jython代码

参考：java调用python的几种用法（看这篇就够了）

Java调用Python程序方法总结

2.1 注意事项

在使用jython实现Java调用python程序，如果python程序中包含有第三方库（如numpy），则会报如下错误：

Exception in thread "main" Traceback (innermost last):
  File "pyfile/detect.py", line 3, in ?
ImportError: no module named numpy

 2.2 引入Jython

此方法需要引用org.python包，需要下载Jpython。在这里先介绍一下Jpython。下面引入百科的解释：

• Jython是一种完整的语言，而不是一个Java翻译器或仅仅是一个Python编译器，它是一个Python语言在Java中的完全实现。Jython也有很多从CPython中继承的模块库。最有趣的事情是Jython不像CPython或其他任何高级语言，它提供了对其实现语言的一切存取。所以Jython不仅给你提供了Python的库，同时也提供了所有的Java类。这使其有一个巨大的资源库。

这里我建议下载最新版本的Jpython，因为可以使用的python函数库会比老版本的多些，目前最新版本为2.7。
下载jar包请点击Download Jython 2.7.0 - Standalone Jar
下载安装程序请点击Download Jython 2.7.0 - Installer
如果使用maven依赖添加的话，使用下面的语句

<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类中写python语句了，具体代码如下：

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));");  //此处python语句是3.x版本的语法
    }
}

2）运行结果

[0, 2, 3, 4, 5, 9]

 

2.4 示例2 - 无参数

1）首先在本地建立一个python脚本，命名为printhello.py，写了一个简单的两个数做加法的函数，代码如下：

if __name__ == '__main__':
   print("hello")

2）python的功能函数已经写好，接下来我们写一个java的测试类（同样需要用到Jpython包），来测试一下是否可以运行成功。代码如下：

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) 运行结果

hello

 

2.5 示例3 - 有参数

1）首先在本地建立一个python脚本，命名为add.py，写了一个简单的两个数做加法的函数，代码如下：

def add(a,b):
    return a + b

2）python的功能函数已经写好，接下来我们写一个java的测试类（同样需要用到Jpython包），来测试一下是否可以运行成功。代码如下：

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");

        // 第一个参数为期望获得的函数（变量）的名字，第二个参数为期望返回的对象类型
        PyFunction pyFunction = interpreter.get("add", PyFunction.class);
        int a = 5, b = 10;
        //调用函数，如果函数需要参数，在Java中必须先将参数转化为对应的“Python类型”
        PyObject pyobj = pyFunction.__call__(new PyInteger(a), new PyInteger(b));
        System.out.println("the anwser is: " + pyobj);
    }
}

3）运行结果

the anwser is: 15

 

当python调用其他第三方包时候，使用iython会报以下错误（这里以numpy为例）：

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程序中直接调用python程序

这样无论python程序引入什么样的库（模块），只要程序可以直接通过python xxx.py运行，则在Java程序中也能运行。下面重点介绍在Java中直接调用python程序的方法。

2.1 java中的核心代码，Runtime.getRuntime().exec()，如果python的入口函数不需要参数的话，可以直接将调用py文件的字符写入，示例

Runtime.getRuntime().exec(“python”,” D:\\pyworkspace\\main.py”)

2.2 需要注意的一些问题，要保证在命令行模式下，键入命令

python D:/pyworkspace/main.py

程序可以正常运行。也就是要保证有一个配置好的python环境。这个示例程序比较简单，如果是一个比较复杂的python项目，可能涉及到的模块比较多，用到的库也很多，需要将python环境配置完整，先在命令行下运行，无误后再在java程序中调用。

2.3 示例1

1）我们要调用的python代码：

import sys  
  
def main(abc):  
    print(abc)  
      
if __name__ == '__main__':  
    for i in range(1, len(sys.argv)):  
        strs = sys.argv[i]  
        main(strs) 

程序目录名称为D:/pyworkspace/main.py，函数main有参数，参数通过sys传入，也就是在java中定义好参数，然后通过sys，将参数传给main函数，把参数打印出来。

2）Java程序代码

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);  
            //用输入输出流来截取结果  
            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();  
        }  
    }  
} 

可以看到核心代码就是

　　String[] args1 = new String[] { "python", "D:\\pyworkspace\\main.py", "hello,test java and python"};  

       proc=Runtime.getRuntime().exec(args1);  

Runtime.getRuntime().exec()的参数是一个字符串数组，相当于执行

python D:/pyworkspace/main.py，

往main.py中传递参数"hello,test java and python"。

3）运行结果

hello,test java and python

 

3. 

就是python提供服务调用接口，java去调用该接口来获得该服务并获取返回结果。

以后有机会补充。

 

4. 

 

总结

虽然在Java中调用Python可以有多种方式解决，甚至因为Jython的出现更显得非常便利。但是这种程序间嵌套调用的方式不可取，首先抛开调用性能不说，增加了耦合复杂度。更加有效的方式应该是通过RCP或者RESTful接口进行解耦，这样各司其职，也便于扩展，良好的架构是一个项目能够健康发展的基础。在微服务架构大行其道的今天，这种程序间嵌套调用的方式将会逐渐被淘汰。