Python与Java互操作相互调用的解决方案大全

猫头虎

发布于 2025-03-29 09:37:21

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Python与Java互操作相互调用的解决方案大全

引言

Python与Java是两种流行的编程语言，各自有不同的优势。Java适用于大型企业级应用，而Python则因其简洁和强大的生态系统而广受欢迎。在某些应用场景下，我们需要让Python和Java相互调用，例如：

在Java应用中使用Python进行数据分析或机器学习。
在Python中调用Java编写的高性能计算模块。
结合Python和Java的丰富库，提高开发效率。

本文将介绍几种Python与Java互操作的方法，并通过代码示例详细展示每种方案的实现方式。

正文

方案1：使用Jython

Jython是一个运行在JVM上的Python解释器，允许Python代码直接调用Java代码。

安装Jython

wget https://www.jython.org/downloads/jython-installer-2.7.2.jar
java -jar jython-installer-2.7.2.jar

Python调用Java代码

from java.util import ArrayList

list_obj = ArrayList()
list_obj.add("Hello")
list_obj.add("World")

for item in list_obj:
    print(item)

Java调用Python代码

Jython提供了PythonInterpreter类，可以在Java代码中执行Python脚本。

import org.python.util.PythonInterpreter;

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

优点：

直接运行在JVM上，无需额外的进程通信。
能够直接使用Java类。

缺点：

Jython仅支持Python 2，不支持Python 3。

方案2：使用JPype

JPype可以让Python直接调用Java的类方法，并且运行效率较高。

安装JPype

pip install jpype1

Python调用Java代码

import jpype
import jpype.imports

# 启动JVM
jpype.startJVM(classpath=["myjava.jar"])

from java.lang import System
System.out.println("Hello from Java!")

jpype.shutdownJVM()

优点：

运行效率高，直接调用Java方法。
支持Python 3。

缺点：

需要JVM环境。

方案3：使用Py4J

Py4J提供了一种轻量级的方式，使Python可以调用Java代码，适用于大多数场景。

安装Py4J

pip install py4j

Java服务器端代码

import py4j.GatewayServer;

public class JavaApp {
    public String hello(String name) {
        return "Hello, " + name;
    }

    public static void main(String[] args) {
        JavaApp app = new JavaApp();
        GatewayServer server = new GatewayServer(app);
        server.start();
    }
}

Python客户端代码

from py4j.java_gateway import JavaGateway

gateway = JavaGateway()
java_app = gateway.entry_point
print(java_app.hello("Python"))

优点：

轻量级，不依赖JVM。
适用于分布式系统。

缺点：

需要启动Java服务器。

方案4：使用Jep（Java Embedded Python）

Jep可以让Java嵌入Python代码，适用于Java调用Python的场景。

安装Jep

pip install jep

Java调用Python代码

import jep.Interpreter;
import jep.SharedInterpreter;

public class JepExample {
    public static void main(String[] args) {
        try (Interpreter interp = new SharedInterpreter()) {
            interp.exec("print('Hello from Python!')");
        }
    }
}

优点：

运行速度快。
支持Python 3。

缺点：

需要Python和Java的环境兼容。

方案5：使用gRPC进行跨语言通信

gRPC是一个高效的RPC框架，支持Python和Java的交互。

定义gRPC服务（.proto文件）

syntax = "proto3";
service Greeter {
  rpc SayHello (HelloRequest) returns (HelloReply);
}

message HelloRequest {
  string name = 1;
}

message HelloReply {
  string message = 1;
}

Python服务器端实现

import grpc
from concurrent import futures
import hello_pb2
import hello_pb2_grpc

class GreeterServicer(hello_pb2_grpc.GreeterServicer):
    def SayHello(self, request, context):
        return hello_pb2.HelloReply(message=f"Hello, {request.name}!")

def serve():
    server = grpc.server(futures.ThreadPoolExecutor(max_workers=10))
    hello_pb2_grpc.add_GreeterServicer_to_server(GreeterServicer(), server)
    server.add_insecure_port('[::]:50051')
    server.start()
    server.wait_for_termination()

Java客户端实现

import io.grpc.ManagedChannel;
import io.grpc.ManagedChannelBuilder;
import hello.GreeterGrpc;
import hello.HelloRequest;

public class GrpcClient {
    public static void main(String[] args) {
        ManagedChannel channel = ManagedChannelBuilder.forAddress("localhost", 50051).usePlaintext().build();
        GreeterGrpc.GreeterBlockingStub stub = GreeterGrpc.newBlockingStub(channel);
        HelloRequest request = HelloRequest.newBuilder().setName("Java").build();
        System.out.println(stub.sayHello(request).getMessage());
        channel.shutdown();
    }
}

优点：

高效，支持远程调用。
适用于微服务架构。

缺点：

需要额外的gRPC服务配置。

总结

方案	适用场景	主要优点	主要缺点
Jython	JVM环境，Python 2	直接运行在JVM，无需额外通信	仅支持Python 2
JPype	Python调用Java	运行高效	需要JVM
Py4J	轻量级通信	易用	需要Java服务器
Jep	Java调用Python	高效	需要兼容环境
gRPC	分布式系统	高效远程调用	需要额外配置