Java调用Python程序

Java调用Python程序

一）、引言

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。

二）、方式一：在Java类中直接执行Python语句

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。

1、pom.xml中引入依赖

<dependency>
    <groupId>org.pythongroupId>
    <artifactId>jython-standaloneartifactId>
    <version>2.7.0version>
dependency>

2、编写代码

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
interpreter.exec("print sorted(a);");   //此处是python语句是2.x版本的语法

三）、方式二：在Java中调用本地Python脚本

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 Java_Python_test {

    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        PythonInterpreter interpreter = new PythonInterpreter();
        interpreter.execfile("D:\\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);
    }
}

注意：

以上两个方法虽然都可以调用python程序，但是使用Jpython调用的python库不是很多，如果你用以上两个方法调用，而python的程序中使用到第三方库，这时就会报错java ImportError: No module named xxx。

四）、方式三：使用Runtime.getRuntime()执行脚本文件（推荐）

1)、无参数运行

1、为了验证该方法可以运行含有python第三方库的程序，我们先写一个简单的python脚本，代码如下：

import numpy as np

a = np.arange(12).reshape(3,4)
print(a)

2、可以看到程序中用到了numpy第三方库，并初始化了一个3×4的一个矩阵。
下面来看看怎么用Runtime.getRuntime()方法来调用python程序并输出该结果，java代码如下：

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

public class Demo1 {

    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        Process proc;
        try {
            proc = Runtime.getRuntime().exec("python D:\\demo1.py");// 执行py文件
            //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();
        } 
    }
}

2)、有参数运行

1、先写一个python的程序，代码如下：

from iapws import IAPWS97
import sys

def method1(t,p):
 print(type(t))
 water=IAPWS97(T=float(t)+273.15,P=float(p))
 return water.h

print(method1(sys.argv[1],sys.argv[2]))

2、其中sys.argv用于获取参数url1，url2等。而sys.argv[0]代表python程序名，所以列表从1开始读取参数。
以上代码实现一个两个数做加法的程序，下面看看在java中怎么传递函数参数，代码如下：

public void getPy1() {
        System.out.println("======START - - RESULT=======" + System.currentTimeMillis());
        try {
            String[] args = new String[] { "python", "F:/A_javafile/python.py", String.valueOf(24), String.valueOf(0.013) };
            Process proc = Runtime.getRuntime().exec(args);// 执行py文件

            //用输入输出流来截取结果
            BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(proc.getInputStream(), "GBK"));
            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();
        }

        System.out.println("======END - - RESULT=======" + System.currentTimeMillis());
    }

其中args是String[] { “python”,path,url1,url2 }; ，path是python程序所在的路径，url1是参数1，url2是参数2，以此类推。

五）、方式四：使用ProcessBuilder执行脚本文件（推荐）

1)、无参数运行

1、为了验证该方法可以运行含有python第三方库的程序，我们先写一个简单的python脚本，代码如下：

from iapws import IAPWS97

def method1():
 water=IAPWS97(T=24+273.15,P=0.013)
 return water.h

print(method1())

2、可以看到程序中用到了numpy第三方库
下面来看看怎么用ProcessBuilder方法来调用python程序并输出该结果，java代码如下：

    public static void main(String[] args) {
        List<String> cmd = new ArrayList<>();
        cmd.add("python");
        cmd.add("F:/A_javafile/python.py");
        try {
            ProcessBuilder pb = new ProcessBuilder(cmd);
            // 合并 错误流和标准流
            pb.redirectErrorStream(true);
            Process process = pb.start();
            try (BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(process.getInputStream()))) {

                String line;
                while ((line = reader.readLine()) != null) {
                    System.out.println("========" + line);
                }

                // 可以使用 org.apache.commons.io 包下的 IoUtils 读流转换为String
                // IoUtils.tostring(reader);
				// 等待命令执行完成
		        int code = process.waitFor();
		
		        if (code == 0) {
		            //通常情况0 表示命令或者脚本正常退出，但是如果脚本自己有返回状态这里需要根据自己状态判断
		            System.out.println("success");
		        } else {
		            System.out.println("fail");
		        }
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

2)、有参数运行

1、先写一个python的程序，代码如下：

from iapws import IAPWS97
import sys

def method1(t,p):
 print(type(t))
 water=IAPWS97(T=float(t)+273.15,P=float(p))
 return water.h

print(method1(sys.argv[1],sys.argv[2]))

2、其中sys.argv用于获取参数url1，url2等。而sys.argv[0]代表python程序名，所以列表从1开始读取参数。
以上代码实现一个两个数做加法的程序，下面看看在java中怎么传递函数参数，代码如下：

public void getPy2() throws IOException {
        System.out.println("======START - - RESULT=======" + System.currentTimeMillis());
        List<String> cmd = new ArrayList<>();
        cmd.add("python");
        cmd.add("F:/A_javafile/python.py");
        cmd.add("24");
        cmd.add("0.013");

        ProcessBuilder pb = new ProcessBuilder(cmd);
        // 合并 错误流和标准流
        pb.redirectErrorStream(true);
        Process process = pb.start();
        try (BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(process.getInputStream()))) {
            if (process.waitFor() != 0) {
                System.out.println("commond exec error");
            }

            String line;
            while ((line = reader.readLine()) != null) {
                System.out.println("====" + line);
            }

            // 可以使用 org.apache.commons.io 包下的 IoUtils 读流转换为String
            // IoUtils.tostring(reader);
            // 等待命令执行完成
	        int code = process.waitFor();
	
	        if (code == 0) {
	            //通常情况0 表示命令或者脚本正常退出，但是如果脚本自己有返回状态这里需要根据自己状态判断
	            System.out.println("success");
	        } else {
	            System.out.println("fail");
	        }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }

        System.out.println("======START - - RESULT=======" + System.currentTimeMillis());
    }

其中cmd是List[ “python”,path,url1,url2 ]; ，path是python程序所在的路径，url1是参数1，url2是参数2，以此类推。

六）、可能会遇到的问题

1、使用方式一和方式二出现No module named xxx

原因分析： python文件中出现了引用第三方包

解决方案： 使用方式三或方式四

2、使用方式三或方式四时返回结果为null或“”

原因分析：

1、即便仅仅是调用py脚本，也是需要python的环境，推荐去官网下载环境，并配置好环境。配好环境后用cmd先运行下脚本，如果成功的话，再去写调用步骤，不成功的话，原因可能是环境没配好，或者是第三方库没有下载（python的import的东西）
2、process.waitFor()返回9009的解决方式在下方，方法写好了返回结果是空或者null的解决方案也在下方。

解决方案：（解决上述第二种原因）

• 管理员启动cmd
• 输入命令 where python
• del 系统自带的那个（要切换目录到目标文件路径下删，下图这个是系统自带的，用cmd面板删，直接去的话可能删除不了）
• 执行 del win下的exe全路径
• 重启idea或者重启了电脑都可