通过Java调用Python脚本

在进行开发的过程中，偶尔会遇到需要使用Java调用Python脚本的时候，毕竟Python在诸如爬虫，以及科学计算等方面具有天然的优势。最近在工作中遇到需要在Java程序中调用已经写好的Python程序，故做一下记录。

1常用的Java调用Python脚本的两种方式

调用方式通常为以下两种：

•通过Jython调用，即通过Jython.jar提供的类库实现

•直接通过Java的Runtime实现，Runtime类的Runtime.getRuntime()开启进程，执行python脚本文件

2通过Jython实现调用

Jython简介

Jython主页：http://www.jython.org/

Jython是Python语言在Java平台的实现，本质上，Jython是由Java编写，其是在JVM上实现的Python语言。因此，可以直接通过Jython在Java中调用Python。

Jython安装

在安装Jython之前，必须确保本地已经安装了JDK。

1. 通过Jython的官网下载对应版本的安装文件Installer和单独的standalone jar两个jar文件，放到特定的目录下，如C:jython2.7.0；

2. 进入终端，切换到当前用于安装Jython的jar文件所在的目录下，执行java -jar jython_installer_2.7.0.jar，「当然也可以直接进入目录双击对应的jar文件进行安装」；

3. 配置对应的环境变量，分别将对应的jar,lib目录加到CLASSPATH和Path中：

–C:jython2.7.0jython.jar; 加入到CLASSPATH中

–C:jython2.7.0;C:jython2.7.0Lib;加入到Path中

此时在终端下执行jython命令，如果安装成功，则会进入到Jython的交互环境，可与Python的交互环境一样执行Python命令。同时也可以通过jython xxx.py命令执行python脚本文件。

Jython执行Python脚本

• 直接在Java中嵌入Python语句

在Java中直接嵌入Python语句的用法较少，且实际意义不大。

import org.python.util.PythonInterpreter;

public class Main {

public static void main(String[] args) {

PythonInterpreter interpreter = new PythonInterpreter();

//执行Python语句

interpreter.exec("import sys");

interpreter.exec("print 'hello'");

interpreter.exec("print 2**100");

}

}

• 在Java中执行已经编写好的名为xxx.py的 Python脚本

直接通过Jython包调用写好的Python脚本，根据程序执行时的要求，大体可以分为以下几种情况：

1.不需要通过Java程序向Python脚本中传递参数，也不需要获取Python脚本之行后的返回值，则可以通过文件流的方式直接打开脚本，并使用Jython的解释器执行。

import org.python.util.PythonInterpreter;

import java.io.*;

public class Main {

public static void main(String[] args) {

PythonInterpreter interpreter = new PythonInterpreter();

//执行Python脚本文件

try {

InputStream filepy = new FileInputStream("C:xxx.py");

interpreter.execfile(filepy);

filepy.close();

} catch (Exception e) {

e.printStackTrace();

}

}

}

2.在Java中调用Python程序，同时需要传递参数和接收返回值。调用Python程序中的方法，可分为两种，一种是直接调用Python中写好的方法函数，另一种则是调用Python脚本的类中的函数。

–直接调用函数，通过PyFunction实现参数的传递和返回值的获取

import org.python.core.*;

import org.python.util.PythonInterpreter;

public class Main{

public static void main(String[] args) {

PythonInterpreter inter = new PythonInterpreter();

//指定Python函数文件的路径

String pythonFunc = "D:test.py";

inter.execfile(pythonFunc);

//获取函数名test

PyFunction pyf = inter.get("test", PyFunction.class);

//向函数中传递参数并获取返回结果

PyObject res = pyf.__call__(Py.newInteger(2), Py.newInteger(3));

System.out.print(res);

inter.cleanup();

inter.close();

}

}

– 在Java中调用Python对象实例方法，使用PyObject方法实例化Python对象，调用Python对象方法，传递参数并切接收返回值。

import org.python.core.*;

import org.python.util.PythonInterpreter;

public class Main{

public static void main(String[] args) {

PythonInterpreter inter = new PythonInterpreter();

//python类路径

String pythonClass = "D:test_class.py";

//python 对象名

String pythonObjName = "cal";

// python类名

String pythonClazzName = "Calculator";

inter.execfile(pythonClass);

//实例化Python对象

inter.exec(PythonObjName + "=" + pythonClazzName + "()");

//获取实例化的Python对象

PyObject pyObject = inter.get(pythonObjName);

//调用python对象方法，传递参数并接收返回值

PyObject res = pyObject.invoke("power", new PyObject[] {Py.newInteger(2), Py.newInteger(3)});

double power = Py.py2double(res);

System.out.print(power);

inter.cleanup();

inter.close();

}

}

其中，test_class.py文件的内容如下：

import math

class Calculator(object):

def power(x, y):

return math.pow(x, y)

• 通过Runtime.getRuntime().exec()实现调用

Runtime类是Java中一个与JVM运行时环境有关的类，通过Runtime.getRuntime()可以获取到当前JVM运行时的环境。Runtime上的大部分方法都是实例方法，即每次在进行运行时调用时都要用到getRuntime()方法。使用Runtime类执行Python脚本的方法非常简单粗暴，直接传入当前平台下的Python脚本执行命令即可。Java执行外部命令，主要方式还是使用Runtime类的exec()方法调用平台shell完成，如windows下的cmd，以及linux、unix、macOS下的的shell。

通过Runtime执行Python脚本，可以直接通过命令向脚本中传递参数，并获取Python脚本的输出。

public class Main{

public static void main(String[] args) {

String cmd = "python xxx.py argv1 argv2 ...";

Process proc = Runtime.getRuntime().exec(cmd);

InputStream is = proc.getInputStream();

DataInputStream dis = new DataInputStream(is);

String str = dis.readLine();

proc.waitFor();

System.out.println(str);

}

}

3总结

以上两种方法都可以实现在Java程序中调用Python脚本，但使用Jython进行调用时，效率较低，也会消耗较多资源，且调用的脚本需要Python的第三方依赖包时，需要在Jython中安装第三方包。而使用Runtime调用脚本时，更多的依赖于运行的平台，只要当前平台安装了对应的第三方依赖包，脚本就可以顺利执行，执行效率和直接执行Python脚本并没有区别。

当然，在程序中不断的进行嵌套调用，会降低程序的执行效率，增加程序的耦合复杂度，不方便将来的扩展，因此并不建议大家经常使用，而可以考虑通过微服务的方法解决对应的问题。

文章还有很多不足之处，希望大家多多交流，多多指教。

参考链接

1.五大基于JVM的脚本语言https://coolshell.cn/articles/2631.html

2.Java调用Python http://tonl.iteye.com/blog/1918245

3.Java Runtime.exec()的使用https://blog.csdn.net/toneylyx/article/details/52623597

4.Why are there so many pythons https://www.oschina.net/translate/why-are-there-so-many-pythons

5.Jython www.jython.org