python调用Java-JPype使用介绍

Python 作为一种灵活的软件开发语言在当今被广泛使用。在软件开发过程中，有时需要在 Python 项目中利用既有的 Java 代码，已达到节省时间和开发成本的目的。因此，找到一个 Python 代码调用 Java 代码的桥梁是非常有意义的。 JPype 就是这样的一个工具，利用它可以使 Python 程序方便的调用 Java 代码，从而扩充 Python 语言的能力，弥补 Python 语言的不足。本文介绍了如何利用 JPype 整合 Python 程序和 Java 程序的一些基本方法。

概览

JPype 是一个能够让 python 代码方便地调用 Java 代码的工具，从而克服了 python 在某些领域（如服务器端编程）中的不足。

下载

JPype 可以从 sourceforge 网站上下载：http://sourceforge.net/projects/jpype/ 目前 JPype 最新的版本为 0.5.4，支持 python 2.5 和 2.6. 本文以 Windows XP 平台，python 2.5.4 为例阐述。

安装

安装 JPype 前需要先安装 python 。从 http://www.python.org/download 下载 python 并安装，安装路径选择 C:\Python25\，安装完成后在本地 C 盘应有 C:\Python25 目录，该目录下有 python.exe 文件。 Python 安装完后，双击下载的 JPype 安装文件即可安装 JPype 。

许可证

JPype 遵循的许可证是 Apache License V2.0 。

JPype 的使用

一个简单的 hello world 程序

下面是一个简单的 python 程序，通过 JPype 调用 Java 的打印函数，打印出字符串。

清单 1. hello world

import jpype  jvmPath = jpype.getDefaultJVMPath()  jpype.startJVM(jvmPath)  jpype.java.lang.System.out.println( “ hello world! ” )  jpype.shutdownJVM()

启动 JVM

JPype 提供的 startJVM() 函数的作用是启动 JAVA 虚拟机，所以在后续的任何 JAVA 代码被调用前，必须先调用此方法启动 JAVA 虚拟机。

·        jpype.startJVM() 的定义

startJVM(jvm, *args)

·         

·        jpype.startJVM() 的参数

参数 1： jvm, 描述你系统中 jvm.dll 文件所在的路径，如“ C:\ProgramFiles\IBM\Java50\jre\bin\j9vm\jvm.dll ”。可以通过调用 jpype.getDefaultJVMPath() 得到默认的 JVM 路径。

参数 2： args, 为可选参数，会被 JPype 直接传递给 JVM 作为 Java 虚拟机的启动参数。此处适合所有合法的 JVM 启动参数，例如：

-agentlib:libname[=options]  -classpath classpath  -verbose  -Xint

 

清单 2. jpype.startJVM() 的用法示例

import jpype  jvmPath = jpype.getDefaultJVMPath()  jvmArg = “ -Xint ”  jpype.startJVM(jvmPath，jvmArg)

判断 JVM 是否启动

JPype 提供的 jpype.isJVMStarted() 函数的作用是判断 JVM 是否已启动。

·        jpype.isJVMStarted() 的定义 
isJVMStarted()

·        jpype.isJVMStarted() 的返回值
返回值为 True 表示 JVM 已经启动，返回值为 False 表示 JVM 还未启动

清单 3.jpype.isJVMStarted() 的用法示例

import jpype  jvmPath = jpype.getDefaultJVMPath()  jvmArg = “ -Xint ”  if not jpype.isJVMStarted():     jpype.startJVM(jvmPath，jvmArg)

关闭 JVM

当使用完 JVM 后，可以通过jpype.shutdownJVM() 来关闭 JVM，该函数没有输入参数。当 python 程序退出时，JVM 会自动关闭。

引用第三方的 Java 扩展包

很多时候，在 python 项目中需要调用第三方的 Java 扩展包，这也是 JPype 的一个重要用途。为了使编程者方便地在 python 代码中调用已有的 Java 扩展包，我们可以再在 JVM 启动参数增加：

-Djava.class.path=ext_classpath

以下为调用第三方 Java 扩展包示例，（假设第三方 Java 扩展包的所在路径是 E:\JavaExt）

清单 4. 调用第三方 Java 扩展包示例

import jpype  jvmPath = jpype.getDefaultJVMPath()  ext_classpath = “ E:\\JavaExt ”  jvmArg = “ -Djava.class.path = ” + ext_classpath  if not jpype.isJVMStarted():     jpype.startJVM(jvmPath, jvmArg)

访问 Java 的系统属性

有时，某些 Java 应用需要设置或者获取 JVM 中的系统属性。

·        在 JVM 启动时设置系统变量示例：

·        在 JVM 的启动参数中加入如下参数：
-Dproperty=value 
假设你要设置的属性名为 yourProperty，属性值为 yourValue 。

清单 5. JVM 启动时设置系统变量示例

import jpype  jvmPath = jpype.getDefaultJVMPath()  jvmArg = “ -DyourProperty=yourValue ”  if not jpype.isJVMStarted():     jpype.startJVM(jvmPath，jvmArg)

清单 6. 在程序中设置系统变量示例

import jpype  prop = “ yourProperty ”  value = “ yourValue ”  system = jpype.JClass('java.lang.System')  system.setProperty(str(prop),str(value))

清单 7. 在程序中获取系统变量示例

import jpype  prop = “ yourProperty ”  system = jpype.JClass('java.lang.System')  value = system.getProperty(str(prop))

Java 类型到 python 类型的转换

表 1. Java 类型到 python 类型的转换

Java 类型	转换成的 python 类型
byte, short and int	int
long	long
float and double	float
boolean	int of value 1 or 0
char	unicode of length 1
String	unicode
arrays	JArray
other Java object	JavaObject
Class	JavaClass
array Class	JavaArrayClass

 

使用 Java 对象

清单 8. Java 类定义

package src.com.ibm.javaproject;    public class JavaClass {     public String value = "";       /**      * Creates a new JavaClass object.      *      * @param value      */  public JavaClass(String value) {         this.value = value;     }       public String getValue() {         return this.value;     }       public void setValue(String val) {         this.value = val;     }  }

对于上述的 Java 类，以下的代码介绍了如何在 Python 中构造并且使用相应的对象。首先是获得对应 Java 类：

清单 9. 获得对应 Java 类

import jpype  javaClass = jpype.JClass('src.com.ibm.javaproject.JavaClass')

调用 Java 类的构造函数生成实例：

清单 10. 调用 Java 类的构造函数生成实例

value = “ oldvalue ”  javaInstance = javaClass(value)

调用 Java 方法：

清单 11. 调用 Java 方法

print javaInstance.getValue()  javaInstance.setValue( “ newvalue ” )  print javaInstance.getValue()

运行结果：

清单 12. Python 代码的运行结果

oldvalue  newvalue

Java exception 错误处理

异常处理是程序编写者们必须考虑的问题，在使用 JPype 的过程中，所有的 Java exception 将被自动转换成 jpype.JavaException 。以下是 Jpype 处理 Java exception 的示例：

清单 13. 处理 Java exception

from jpype import JavaException  try:     #Code that throws a java.lang.RuntimeException  except JavaException, ex:     if JavaException.javaClass() is java.lang.RuntimeException:         print "Caught the runtime exception : ", JavaException.message()         print JavaException.stackTrace()

应用实例（Password Cipher）

下面我们用一个简单的应用实例来说明如何在 python 代码中调用 Java 类。

Java 类定义

假设我们已用 Java 语言编写了一个类：PasswordCipher，该类的功能是对字符串进行加密和解密。它提供了一个对外的接口 run() 函数，定义如下 :

清单 14. PasswordCipher 定义

public class PasswordCipher {     ……     public static String run(String action, String para){     ……     } ……  }

run 函数接收两个参数，第一个参数代表所要进行的操作，传入“ encrypt ”表示对第二个参数 para 做加密操作，返回加密结果。如果第一个参数为“ decrypt ”则返回对 para 的解密操作的结果。在 run 函数中有可能会有异常抛出。

Python 代码

我们先将 PasswordCipher.class 存放在目录“ F:\test\cipher ”下，然后用 python 语言编写下面的代码：

清单 15. Python 代码

import jpype  from jpype import JavaException    jvmPath = jpype.getDefaultJVMPath()           #the path of jvm.dll  classpath = "F:\\test\\cipher"                 #the path of PasswordCipher.class  jvmArg = "-Djava.class.path=" + classpath  if not jpype.isJVMStarted():                    #test whether the JVM is started     jpype.startJVM(jvmPath,jvmArg)             #start JVM  javaClass = jpype.JClass("PasswordCipher")   #create the Java class  try:     testString = "congratulations"     print "original string is : ", testString     #call the run function of Java class     encryptedString = javaClass.run("encrypt", testString)     print "encrypted string is : ", encryptedString       #call the run function of Java class       decryptedString = javaClass.run("decrypt", encryptedString)     print "decryped string is : ", decryptedString  except JavaException, ex:     print "Caught exception : ", JavaException.message()     print JavaException.stackTrace()  except:     print "Unknown Error"  finally:     jpype.shutdownJVM()        #shut down JVM

运行该程序后得到的结果：

清单 16. 该程序运行的结果是：

original string is :  congratulations  encrypted string is :  B0CL+niNYwJLgx/9tisAcQ==  decryped string is :  congratulations

 

参考资料

·        访问 JPype 的主页，了解更多 JPype 的内容。 

·        访问 developerWorks 开放源码专区，获得丰富的 how-to 信息、工具和项目更新，帮助您用开放源码技术进行开发，并与 IBM 产品结合使用。

·        有关 Python 更多信息，请参考 developerWorks 上 Linux 专区的 Python 专题。