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Java中运行Python程序

article 2025/1/31 15:40:05

文章目录

Java中运行Python程序
- 一、引言
- 二、使用Jython运行Python程序
- - 1、Jython简介
  - - 1.1、添加Jython依赖
  - 2、编写Java代码调用Python
- 三、使用进程间通信运行Python程序
- - 1、原理
  - 2、编写Python脚本
  - 3、编写Java代码
- 四、使用JNI运行Python程序
- - 1、JNI简介
  - 2、编写JNI代码
  - 3、编写Python脚本
  - 4、在Java中调用JNI库
- 五、使用示例
- 六、总结

Java中运行Python程序

在这里插入图片描述

一、引言

在现代软件开发中，Java和Python各自以其独特的优势被广泛应用。Java以其高性能和稳定性成为企业级应用的首选，而Python则以其简洁性和强大的库支持在数据分析、机器学习等领域大放异彩。因此，将Python程序集成到Java环境中，能够充分发挥两种语言的优势，实现更高效、更灵活的开发。

二、使用Jython运行Python程序

1、Jython简介

Jython是一个运行在Java虚拟机上的Python解释器，它允许直接在Java环境中运行Python代码。

1.1、添加Jython依赖

在使用Jython之前，需要在项目的pom.xml文件中添加Jython的依赖：

xml复制

<dependency>
    <groupId>org.python</groupId>
    <artifactId>jython-standalone</artifactId>
    <version>2.7.2</version>
</dependency>

2、编写Java代码调用Python

以下是一个简单的示例，展示如何使用Jython运行Python代码：

java复制

import org.python.util.PythonInterpreter;

public class JythonExample {
    public static void main(String[] args) {
        PythonInterpreter interpreter = new PythonInterpreter();
        interpreter.exec("print('Hello from Python')");
    }
}

运行上述Java程序后，将输出：

Hello from Python

三、使用进程间通信运行Python程序

1、原理

Java可以通过创建子进程来运行Python解释器，并通过标准输入输出与Python程序进行通信。

2、编写Python脚本

首先，编写一个简单的Python脚本hello.py：

Python复制

print("Hello from Python!")

3、编写Java代码

然后，编写Java代码来运行Python脚本：

java复制

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;

public class ProcessExample {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            Process process = Runtime.getRuntime().exec("python hello.py");
            BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(process.getInputStream()));
            String line;
            while ((line = reader.readLine()) != null) {
                System.out.println(line);
            }
            reader.close();
            process.waitFor();
        } catch (IOException | InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

运行Java程序后，将输出：

Hello from Python!

四、使用JNI运行Python程序

1、JNI简介

JNI（Java Native Interface）允许Java代码调用本地代码（如C/C++）。通过JNI，可以在Java中调用Python代码。

2、编写JNI代码

首先，编写一个C/C++动态链接库来调用Python代码。以下是一个简单的示例：

c复制

#include <jni.h>
#include <Python.h>

JNIEXPORT void JNICALL Java_HelloJNI_sayHello(JNIEnv *env, jobject obj) {
    Py_Initialize();
    PyObject *pName = PyUnicode_DecodeFSDefault("hello");
    PyObject *pModule = PyImport_Import(pName);
    PyObject *pFunc = PyObject_GetAttrString(pModule, "say_hello");
    PyObject_CallObject(pFunc, NULL);
    Py_Finalize();
}

3、编写Python脚本

编写一个Python脚本hello.py：

Python复制

def say_hello():
    print("Hello from Python!")

4、在Java中调用JNI库

在Java中加载JNI库并调用Python代码：

java复制

public class HelloJNI {
    static {
        System.loadLibrary("hello");
    }
    public native void sayHello();
    public static void main(String[] args) {
        new HelloJNI().sayHello();
    }
}

运行Java程序后，将输出：

Hello from Python!

五、使用示例

假设我们有一个Python脚本data_analysis.py，用于进行数据分析：

Python复制

def analyze_data():
    print("Data analysis completed!")

我们可以选择以下方式在Java中运行该脚本：

使用Jython：

java复制

import org.python.util.PythonInterpreter;
public class DataAnalysis {
    public static void main(String[] args) {
        PythonInterpreter interpreter = new PythonInterpreter();
        interpreter.execfile("data_analysis.py");
        interpreter.exec("analyze_data()");
    }
}

使用进程间通信：

java复制

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;

public class DataAnalysis {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            Process process = Runtime.getRuntime().exec("python data_analysis.py");
            BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(process.getInputStream()));
            String line;
            while ((line = reader.readLine()) != null) {
                System.out.println(line);
            }
            reader.close();
            process.waitFor();
        } catch (IOException | InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

使用JNI：

c复制

JNIEXPORT void JNICALL Java_DataAnalysis_runAnalysis(JNIEnv *env, jobject obj) {
    Py_Initialize();
    PyObject *pName = PyUnicode_DecodeFSDefault("data_analysis");
    PyObject *pModule = PyImport_Import(pName);
    PyObject *pFunc = PyObject_GetAttrString(pModule, "analyze_data");
    PyObject_CallObject(pFunc, NULL);
    Py_Finalize();
}

java复制

public class DataAnalysis {
    static {
        System.loadLibrary("data_analysis");
    }
    public native void runAnalysis();
    public static void main(String[] args) {
        new DataAnalysis().runAnalysis();
    }
}