基于 Jython 的大型应用系统动态实现

伴随着 Jython 的出现，使 Java 代码和 Python 代码做到了无缝交互。而 Python 自身强大的字符处理能力和动态执行能力更佳弥补了大型 J2EE 应用的一些先天缺陷。本文将分为几个章节，配合生动的实例，着重阐述如何利用 Jython 让我们的大型 Java 应用系统更加灵活。

引言

伴随信息时代的的迅猛发展，互联网已经全面渗透到电子商务，金融，电信，物流，资源等各个领域并逐渐成为其不可或缺的一部分。

信息时代，时间就意味着金钱。伴随着各种大型应用系统的普及，人们对于系统的稳定性，对与零宕机硬件不断的提出更高要求，却往往会忽视应用系统自身升级所带来的问题。

什么是 Jython

Jython 是一种完整的语言，而不是一个简单的 Java 翻译器或 Python 编译器，它是 Python 在 Java 中的完整实现。由于 Jython 继承了 Java 和 Python 二者的特性从而使其显得很独特。

看到这里读者一定会问，那 Jython，Java 以及 Python 之间的关系到底是怎么样的呢？其实，我理解 Jython 说简单一些，就是用 Java 语言实现的 Python 解释器，这种关系也就意味着你可以用 Python 语言编写程序而同时使用 Java 库。

在这里我不想大篇幅的阐述 Jython 是什么，如果各位读者感兴趣，请参阅 Jython 介绍

发现问题

大型的应用系统从不同的应用层面大致可以分为 :

• UI 层

该层应该说是比较稳定的，或者说它的变化对于整个系统的运行不会带来特别严重的影响。

• 接口层

该层与上层的 UI 以及底层的实现，都有着紧密的联系，所谓牵一发而动全身。作为一位大型应用系统的架构师或是系统设计人员，往往会出于维护成本以及开发成本的考虑，尽可能会让这个层面的设计与定义相对灵活。

• 实现层

该层可以说是系统最核心的层面，整个系统的核心处理逻辑都会放在这一层面上。而往往该层，在实际使用过程中也是最不稳定的，最容易从需求角度发生变化。

• 数据层

该层其实说简单一些就是数据库层，用于用户数据的查询、组装、更新等等，提供持久的数据服务，我们可以认为它也是个比较稳定的层面。

问题焦点似乎发现了，如何让我们的实现层更加灵活成为核心问题所在。那么如何能让我们系统的核心“与时俱进”呢？

分析问题

接下来，让我们看看一个系统的实现层都可能会干哪些事情：

1. 接收通过接口传递过来的用户数据
2. 依据一定的业务逻辑，处理用户数据
3. 将处理结果更新到数据库中（可选）
4. 将处理结果响应给 UI 层并渲染出来

分析到这里。我们对于实现层的内部数据流向又有了更进一步直观的认识。而我们对于实现层定义的所谓变数所在，也就比较明显了，如何实现业务处理逻辑的分离成为我们的目标。

解决问题

动态算法核心

本段以一个简单的 Python 方法为例，介绍如何借助 Jython 的动态执行能力来实现系统核心算法，以供 Java 代码调用。

Java 层代码片段

 PythonInterpreter interpreter=new PythonInterpreter();              
 PySystemState sys = Py.getSystemState(); 

 // 将 Jython 库加入系统的 classpath 中或直接通过这种方式动态引入
 sys.path.add("D:\\jython2.5.2\\Lib");  

 // 执行算法所在的 python 文件
 interpreter.execfile("impl/demo.py");

Jython 层代码片段

def getValue(o): 
    result = 0 
    if o < 2: 
      return -1 
    else: 
      for i in range(o): 
       		result +=i 
    return result

该方法很简单，当用户数据小于 2 时返回运算结果 -1，当用户数据大于等于 2 时，返回从 0 到输入数据的和。

Java 调用

 PyFunction pyFunction = (PyFunction)interpreter.get("getValue",PyFunction.class ); 

 System.out.println("Result: "+pyFunction.__call__(new PyInteger(100)));

通过 PyFunction 对象的内置方法 __call__() 传入用户数据。因为 Python 文件本身具备动态编译执行能力，所以我们只需要更新算法核心部分的 Python 代码，就可以达到动态改变系统底层算法的目的，而不需要更新 jar 包或重新部署应用而重启应用系统。

上边这个例子其实很简单，我们假设这个简单的 Jython 方法就是我们的业务逻辑，它会返回处理结果供上层渲染，但当业务逻辑发生了变化，比如当用户输入等于 2 时也要求返回值是 -1，此时对于这样一个简单的需求，我们只需要修改 Jython 代码就好了，并不需要更新 Java 层的东西。

动态配置文件

本段着重介绍，当系统中配置文件中若该项的数值需要发生变化时，我们如何来解决动态获取最新配置的问题。

配置文件 ( demo.properties )

假设我们为每一次查询结果定义了最大的返回数目为 100

 MaxValue=100 
…

Java 层代码片段

 PythonInterpreter interpreter=new PythonInterpreter();              
 PySystemState sys = Py.getSystemState(); 
 sys.path.add("D:\\jython2.5.2\\Lib"); 

 //‘re’是 Python 自身提供的正则表达式库，在 Python 方法中我们需要用到这个库中的方法，所以需要提前导入进来
 interpreter.exec("import re"); 

 interpreter.execfile("impl/demo.py"); 
 PyFunction pyFunction = (PyFunction)interpreter.get("getconfig",PyFunction.class );

Jython 层代码片段

import re
def getconfig(flag):
    result=''
    f=open('demo.properties','r')
    for i in f:
        g=re.findall(flag+'.*=.*',i)
        if len(g)>0:
            al=g[0].split('=')            
            result=al[1].strip()
            break    
return result

这个方法很简单根据我们传入的条目名称，获取配置文件中对应条目的定义数值。

Java 调用

System.out.println("Config value: "+pyFunction.__call__(new PyString("MaxValue")));

借助 Python 强大的文本处理能力，由 Python 作为 Java 代码和配置文件之间的桥梁，从而动态的获取最新配置项数值。

相比纯 Java 内存操作的实现方式，这种实现机制从运行速度上可能没有什么优势，但是却可以给我们带来一种新的理念。也许我们可以将这两种方式融合起来找到某种平衡，既不影响系统的运行效率又保留了 Python 动态的运行机制，达到双赢的目的。

动态后台实现

前边已经提到了系统接口定义层和实现层之间的关系。那么我们是否可以借助 Jython 来帮助我们动态实现定义的接口呢？答案很明显，当然可以。

这里我就以一个简单的例子，介绍一下如何借助 Jython 实现可插拔式的后台实现。利用 Jython 来实现 Java 定义的接口。从而可以被其他的 Java 方法调用。

Java 接口定义

 package com; 
 public interface Worker { 
 public String getFirstName(); 
    public String getLastName(); 
    public String getId(); 
    public 
				 void setId(); 
 }

上边是一个简单的人员接口，接口的实现类中我们就需要实现这里定义的 4 个方法。

Jython 层代码片段 ( 实现接口 )

 from com import Worker 
 class Worker(Worker): 
    def __init__(self): 
        self.first = "FirstName"
        self.last  = "LastName"

    def getFirstName(self): 
        return self.first 

    def getLastName(self): 
        return self.last 

    def getId(self): 
        return self.Id 

    def setId(self, newId): 
        self.Id = newId

我们在 Worker 类的构造函数中为该类的两个私有成员赋值，当调用 getFirstName() 或 getLastName() 方法时我们返回这两个私有成员的当前值。

Java 层代码片段

 Object javaObject; 
 PythonInterpreter interpreter=new PythonInterpreter();              
 PySystemState sys = Py.getSystemState(); 
 sys.path.add("D:\\jython2.5.2\\Lib");  
 interpreter.execfile("impl/demo.py"); 
 interpreter.exec("worker=Worker()"); 
 PyObject pyObject = interpreter.get("worker"); 
 pyObject.invoke("setId",new PyString("8888")); 
 try { 
     Class Interface = Class.forName(interfaceName); 
     javaObject = pyObject.__tojava__(Interface); 
 } catch (ClassNotFoundException e) { 
     e.printStackTrace(); 
 }

Java 调用

 Worker worker = (Worker) javaObject; 
 System.out.println("Name:"+worker.getFirstName()+worker.getLastName()); 
 System.out.println("ID:"+worker.getId());

看到这里就不必多说了，只需要动态的替换 Python 实现部分的代码，就可以实现可插拔式后台实现啦。而对于调用这个接口的 Java 对象来说，并不知道这个实现类是否发生了变化。