Название Py4J можно встретить разве что в списке библиотек, используемых PySpark, но не стоит недооценивать данный инструмент, который обеспечивает совместную работу Python и Java. В этой статье будет кратко описана работа Py4J, рассмотрен пример использования и перечислены сильные и слабые стороны библиотеки. В конце будут описаны альтернативные способы связи Java и Python.
Py4J позволяет программам, работающим в интерпретаторе Python, динамически обращаться к объектам Java внутри JVM. Методы вызываются так, как если бы объекты Java находились в интерпретаторе Python, а доступ к коллекциям Java можно было получить с помощью стандартных методов коллекций Python. Py4J также позволяет программам Java вызывать объекты Python, но на этом возможности библиотеки не заканчиваются. Py4J позволяет создавать из Python классические коллекции Java, а именно Array, List, Set и Map. Также можно конвертировать Python коллекции в Java коллекции. Ещё из Python возможно реализовывать интерфейсы, которые описаны в Java.
Существует несколько альтернатив, например, Jython. В отличие от него, Py4J не выполняет код Python в JVM, поэтому при использовании Py4J можно работать со всеми библиотеками классического Cython. Ещё есть JPype, но Py4J не связывает потоки Python и Java, также он использует сокеты, а не JNI для связи с JVM.
Главным минусом Py4J является скорость передачи данных между Python и Java. Так как общение происходит посредством сокетов, передавать данные, размером больше чем несколько мегабайт, будет плохой идеей, для этой цели существуют другие решения. Главная задача Py4J обеспечить доступ к объектам Java и сохранить возможность использования Python библиотек.
Пример работы
Для примера будет создано три Java класса и один Python скрипт для проверки работы. Класс Dict, в котором реализована логика работы с HashMap, Класс DictEntryPoint, в котором реализована точка входа, чтобы Python мог взаимодействовать с объектом класса Dict. Также нужен класс Program, в котором происходит запуск сервера.
Для успешной работы Py4J нужно настроить точку входа, в которой создать необходимые для работы объекты, и запустить GatewayServer, который обеспечивает связь Python с JVM через сокет локальной сети. Далее можно спокойно использовать Java код из Python.
Dict.java
package py4j_example; import java.util.HashMap; public class Dict { private HashMap<Integer, String> dict = new HashMap<>(); /** * Добавление элемента по ключу */ public void add(Integer key, String value) { dict.put(key, value); } /** * Добавляет значение в конец HashMap */ public void add(String value) { dict.put(dict.size(), value); } /** * Удаляет значение по ключу */ public String remove(Integer key) { return dict.remove(key); } /** * Возвращает значение по ключу */ public String get(Integer key) { return dict.get(key); } /** * Возвращает длину HashMap */ public int length() { return dict.size(); } /** * Пересоздаёт HashMap */ public void clear() { dict = new HashMap<>(); add("Запись из Java"); } }
DictEntryPoint.java
package py4j_example; import py4j.GatewayServer; public class DictEntryPoint { private final Dict dict; /** * Создаёт объект класса Dict */ public DictEntryPoint() { this.dict = new Dict(); } /** * Возвращает объект класса Dict */ public Dict getDict() { return this.dict; } }
Program.java
package py4j_example; import py4j.GatewayServer; public class Program { public static void main(String[] args) { /* Создание и запуск сервера */ GatewayServer gatewayServer = new GatewayServer(new DictEntryPoint()); gatewayServer.start(); System.out.println("Gateway Server Started"); } }
Вывод должен быть примерно такой. После запуска Program.java можно приступить к написанию Python кода для подключения к JVM.
Connected to the target VM, address: '127.0.0.1:58425', transport: 'socket' Gateway Server Started
Application.py
from py4j.java_gateway import JavaGateway def add_some_values(dict): # Создание списка имён и их запись в dict names = ["Вася", "Аня", "Лена", "Никита"] for name in names: dict.add(name) # Удаление значения по ключу 4 deleted = dict.remove(4) # Вывод содержимого dict for i in range(dict.length()): print(i, "\t", dict.get(i)) print("\nУдалённый элемент =", deleted) return 1 def main(): # Инициализация JavaGateway gateway = JavaGateway() # Получение доступа к объекту класса Dict dict = gateway.entry_point.getDict() add_some_values(dict) # Очистка Dict dict.clear() return 0 if __name__ == "__main__": main()
После запуска Application.py в консоль выводится следующее:
0 Запись из Java 1 Вася 2 Аня 3 Лена Удалённый элемент = Никита
По ключу 0 находится элемент, добавленный из Java, а имена людей были добавлены с помощью Python.
Заключение
Py4J позволяет быстро и легко взаимодействовать с объектами Java из Python, организовывать двустороннее управление коллекциями и работать с интерфейсами в двух языках, соединяя интерпретатор и JVM сокетами. Он отлично подойдёт для задач, требующих минимальных ограничений на использование Python, но при этом не отличается высокой производительностью.
На правах рекламы
VDSina предлагает быстрые серверы в аренду под любые задачи, огромный выбор операционных систем для автоматической установки, есть возможность установить любую ОС с собственного ISO, удобная панель управления собственной разработки и посуточная оплата.
Подписывайтесь на наш чат в Telegram.
