Python與Java進行交互操作的方法與性能對比

更新時間：2025年04月30日 09:09:59 作者：老胖閑聊

這篇文章主要為大家詳細介紹了Python與Java進行交互操作的相關方法,包括子進程調(diào)用,JPype,Py4J和REST/gRPC,并進行了性能對比,感興趣的小伙伴可以了解下

1. 子進程調(diào)用（Subprocess）

原理：通過 Python 的 subprocess 模塊調(diào)用 Java 程序，傳遞參數(shù)并捕獲輸出。

適用場景：簡單腳本調(diào)用，無需復雜交互。

Python 調(diào)用 Java 示例

import subprocess

# 定義 Java 類路徑和類名
java_class_path = "HelloWorld.jar"
java_class_name = "com.example.HelloWorld"

# 執(zhí)行 Java 程序并傳遞參數(shù)
result = subprocess.run(
    ["java", "-cp", java_class_path, java_class_name, "arg1", "arg2"],
    capture_output=True,
    text=True
)

print("Java Output:", result.stdout)
print("Java Error:", result.stderr)

注釋：

subprocess.run 啟動 Java 進程并等待結果。

capture_output=True 捕獲標準輸出和錯誤流。

text=True 將輸出轉換為字符串（Python 3.7+）。

2. Jython

原理：Jython 是 Python 的 Java 實現(xiàn)，允許在 JVM 中直接運行 Python 腳本。

適用場景：需要深度集成 JVM 環(huán)境（僅支持 Python 2.x）。

Java 調(diào)用 Python（Jython 示例）

import org.python.util.PythonInterpreter;

public class JythonDemo {
    public static void main(String[] args) {
        PythonInterpreter interpreter = new PythonInterpreter();
        interpreter.exec("print('Hello from Python!')");
        interpreter.execfile("path/to/your_script.py");
    }
}

注釋：

需要將 jython-standalone.jar 添加到 Java 項目的類路徑中。

Jython 的 Python 版本兼容性較差（僅支持 Python 2.x）。

3. JPype

原理：通過 JPype 啟動 JVM 并在 Python 中直接調(diào)用 Java 類。

適用場景：高性能交互，需直接訪問 Java 類和方法。

Python 調(diào)用 Java（JPype 示例）

import jpype

# 啟動 JVM（需指定 JDK 路徑）
jpype.startJVM(
    jpype.getDefaultJVMPath(),
    "-Djava.class.path=HelloWorld.jar",
    convertStrings=False
)

# 導入 Java 類
HelloWorld = jpype.JClass("com.example.HelloWorld")
instance = HelloWorld()

# 調(diào)用 Java 方法
output = instance.sayHello("World")
print("Java Method Output:", output)

# 關閉 JVM
jpype.shutdownJVM()

注釋：

startJVM 啟動 JVM 并加載指定類路徑。

JClass 導入 Java 類，convertStrings 控制字符串自動轉換。

需安裝 JPype：pip install jpype1.

4. Py4J

原理：Py4J 在 Java 端啟動網(wǎng)關服務器，Python 通過 TCP 連接調(diào)用 Java 方法。

適用場景：復雜交互，支持回調(diào)函數(shù)。

Java 端（GatewayServer）

import py4j.GatewayServer;public class JavaApp {
    public String greet(String name) {


        return "Hello, " + name + "!";
    }

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

Python 端

from py4j.java_gateway import JavaGateway

# 連接 Java 網(wǎng)關
gateway = JavaGateway()
java_app = gateway.entry_point

# 調(diào)用 Java 方法
message = java_app.greet("Python")
print("Java Response:", message)

注釋：

Java 端需引入 py4j.jar。

Python 端安裝 Py4J：pip install py4j.

GatewayServer 默認端口為 25333。

5. REST API

原理：將 Java 服務暴露為 REST API，Python 通過 HTTP 請求調(diào)用。

適用場景：跨語言微服務架構。

Java 端（Spring Boot）

@RestController
public class ApiController {
    @GetMapping("/greet")
    public String greet(@RequestParam String name) {
        return "Hello, " + name;
    }
}

Python 端（Requests）

import requests

response = requests.get("http://localhost:8080/greet", params={"name": "Python"})
print("API Response:", response.text)

6. Apache Thrift/gRPC

原理：通過 IDL 定義接口，生成跨語言客戶端和服務端代碼。

適用場景：高性能、強類型接口通信。

示例步驟

定義 .proto 文件。
生成 Java 和 Python 代碼。
實現(xiàn)服務端（Java）和客戶端（Python）。

7.方法對比

方法	性能	復雜度	適用場景
子進程調(diào)用	低	低	簡單腳本
JPype	高	中	緊密集成，直接調(diào)用 Java
Py4J	中	中	復雜交互，支持回調(diào)
REST/gRPC	中-高	高	分布式系統(tǒng)，微服務