python语言有丰富的系统管理、数据处理、统计类软件包，因此从java应用中调用python代码的需求很常见、实用。datax 是阿里开源的一个异构数据源离线同步工具，致力于实现包括关系型数据库(mysql、oracle等)、hdfs、hive、odps、hbase、ftp等各种异构数据源之间稳定高效的数据同步功能。datax也是通过java调用python脚本。
Java core
Java提供了有两种方法，分别为ProcessBuilder API和 JSR-223 Scripting Engine。
使用ProcessBuilder
通过ProcessBuilder创建本地操作系统进程启动python并执行Python脚本, hello.py脚本简单输出“Hello Python!”。需要开发环境已经安装了python，并设置了环境变量。
@Test
public void givenPythonScript_whenPythonProcessInvoked_thenSuccess() throws Exception {
ProcessBuilder processBuilder = new ProcessBuilder("python", resolvePythonScriptPath("hello.py"));
processBuilder.redirectErrorStream(true);
Process process = processBuilder.start();
List results = readProcessOutput(process.getInputStream());
assertThat("Results should not be empty", results, is(not(empty())));
assertThat("Results should contain output of script: ", results, hasItem(containsString("Hello Python!")));
int exitCode = process.waitFor();
assertEquals("No errors should be detected", 0, exitCode);
}
private List readProcessOutput(InputStream inputStream) throws IOException {
try (BufferedReader output = new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream))) {
return output.lines()
.collect(Collectors.toList());
}
}
private String resolvePythonScriptPath(String filename) {
File file = new File("src/test/resources/" + filename);
return file.getAbsolutePath();
} 要重写这句话可这样说： 使用带有一个参数的Python命令来启动，该参数是Python脚本的完整路径。可以放在java工程的resources目录下。需要注意的是：redirectErrorStream(true)，为了使得当执行脚本出现错误时，错误输出流被合并至标准输出流。可以通过调用Process对象的getInputStream()方法来读取错误信息。如果没有该设置，则需要分别用两个方法获取流：getInputStream() 和 getErrorStream() 。从ProcessBuilder中获取Process对象后，通过读取输出流来验证结果。
使用Java脚本引擎
JSR-223规范是Java 6首次引入的，该规范定义了一组脚本API，可以提供基本脚本功能。这些API提供了在Java和脚本语言之间共享值及执行脚本的机制。该规范主要目的是为了统一Java与不同实现JVM的动态脚本语言的交互，Jython是在jvm上运行python的java实现。假设我们在CLASSPATH上有Jython，框架自动发现我们有可能使用该脚本引擎，并允许我们直接请求Python脚本引擎。在Maven中，我们可以引用Jython，也可以直接下载安装它
org.python jython 2.7.2
可以通过下面代码列出所有支持的脚本引擎：
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public static void listEngines() {
ScriptEngineManager manager = new ScriptEngineManager();
List engines = manager.getEngineFactories();
for (ScriptEngineFactory engine : engines) {
LOGGER.info("Engine name: {}", engine.getEngineName());
LOGGER.info("Version: {}", engine.getEngineVersion());
LOGGER.info("Language: {}", engine.getLanguageName());
LOGGER.info("Short Names:");
for (String names : engine.getNames()) {
LOGGER.info(names);
}
}
} 如果Jython在环境中可用，应该看到相应的输出:
...Engine name: jythonVersion: 2.7.2Language: pythonShort Names:pythonjython
现在使用Jython调用hello.py脚本：
@Test
public void givenPythonScriptEngineIsAvailable_whenScriptInvoked_thenOutputDisplayed() throws Exception {
StringWriter writer = new StringWriter();
ScriptContext context = new SimpleScriptContext();
context.setWriter(writer);
ScriptEngineManager manager = new ScriptEngineManager();
ScriptEngine engine = manager.getEngineByName("python");
engine.eval(new FileReader(resolvePythonScriptPath("hello.py")), context);
assertEquals("Should contain script output: ", "Hello Python!", writer.toString().trim());
}使用该API比上面的示例更简洁。在设置ScriptContext时，需要将StringWriter包含其中，以便保存脚本执行的输出。然后提供简称让ScriptEngineManager 查找脚本引擎，可以使用python或jython。最后验证输出是否与期望一致。
其实也可以使用PythonInterpretor 类直接调用嵌入的python代码：
@Test
public void givenPythonInterpreter_whenPrintExecuted_thenOutputDisplayed() {
try (PythonInterpreter pyInterp = new PythonInterpreter()) {
StringWriter output = new StringWriter();
pyInterp.setOut(output);
pyInterp.exec("print('Hello Python!')");
assertEquals("Should contain script output: ", "Hello Python!", output.toString().trim());
}
}PythonInterpreter类提供的exec方法可直接执行Python代码。和前面示例一样通过StringWriter 捕获执行输出。下面再看一个示例：
@Test
public void givenPythonInterpreter_whenNumbersAdded_thenOutputDisplayed() {
try (PythonInterpreter pyInterp = new PythonInterpreter()) {
pyInterp.exec("x = 10+10");
PyObject x = pyInterp.get("x");
assertEquals("x: ", 20, x.asInt());
}
}上面示例可以使用get方法访问变量值。下面示例看如何捕获错误：
try (PythonInterpreter pyInterp = new PythonInterpreter()) {
pyInterp.exec("import syds");
}运行上面代码会抛出PyException 异常，与在本地执行Python脚本输出错误一样。
下面有几点注意事项：
PythonIntepreter 实现了AutoCloseable，最好与 try-with-resources 一起使用。
PythonIntepreter类名不是表示Python代码的解析器，Python程序在Jython是运行在jvm中，执行前需要编译为java字节码。
尽管Jython是Java的Python实现，但它可能不包含与本机Python相同的所有子包。
下面示例展示如何把java变量赋给Python变量：
import org.python.util.PythonInterpreter;
import org.python.core.*;
class test3{
public static void main(String a[]){
int number1 = 10;
int number2 = 32;
try (PythonInterpreter pyInterp = new PythonInterpreter()) {
python.set("number1", new PyInteger(number1));
python.set("number2", new PyInteger(number2));
python.exec("number3 = number1+number2");
PyObject number3 = python.get("number3");
System.out.println("val : "+number3.toString());
}
}
} 
