Nodejs与Python脚本语言混编

本文介绍如何使用Node.js的child_process模块调用Python脚本,并实现两种语言间的交互,包括参数传递及结果返回。

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最近在做一个项目,可能会涉及到机器学习部分,同伴使用python作为机器学习算法的实现语言。由于是基于web的应用,确实可以完全用python实现web应用开发以及机器学习的实现。但是由于对Dijango接触不多,熟练度不及Nodejs。所以打算采用混合编程实现在JavaScript代码中调用python脚本。

Nodejs必要模块child_process

实现原理非常简单,使用child_process这个模块其实是帮助开发者在nodejs环境中建立一个子进程。然后在这个子进程中使用系统命令行运行python脚本,如python test_py.py arg0 arg1实现对python脚本的调用。

child_process 模块详解

child_process 是用于生成子进程的重要模块,它提供了调用子进程的方法以及传递参数给子进程的方法,其重要的属性以及函数可以参考官方的API:https://nodejs.org/dist/latest-v4.x/docs/api/documentation.html.
child_process讲解完毕我们开始测试,首先写一个简单的python测试脚本test_py.py代码如下:

#encode:utf-8
import sys
for i in range(len(sys.argv)):
    print('arg'+str(i),sys.argv[i])

上述代码完成的功能即是打印通过命令行运行python脚本代码时传递的参数,python脚本中使用了sys模块。这个模块中的argv属性是一个list,存放使用系统命令行运行python脚本时传入的参数和脚本文件的名称,当然argv的第一个值即是脚本名称,从第二个值往后才是命令行传入的参数,上述代码运行效果如下:

python运行结果

在nodejs中需要实现调用这个脚本,那么相应的javaScript代码如下:

var exec = require('child_process').exec;
var arg1 = 'hello';
var arg2 = 'world';
var filename = 'test_py.py'
exec('python'+' '+filename+' '+arg1+' '+arg2,function(err,stdout,stderr){
    if(err)
    {
        console.log('stderr',err);
    }
    if(stdout)
    {
        console.log('stdout',stdout);
    }

});

最后在命令行下执行的结果为:

nodejs运行结果

我们可以看到从python脚本输出到控制台的内容在nodejs的程序中被 完全解析为字符串,存放于回调函数的输入参数stdout中。因此如果我们需要实现nodejs脚本调用python脚本并且获取python脚本输出的结果时可以选择在python脚本中对计算结果进行打印,然后在nodejs的脚本中对这个打印的字符串进行解析即可。
javascript中处理的对象多是JSON。因此要实现友好的两种脚本语言交互可以在python中先对要交互的内容生成json字符串,然后使用print打印输出,而javascript 代码获取这个字符串后可以直接进行json对象转换。实例如下:
首先是python代码,实现将json对象转换为字符串输出到控制台:

import json # import the module of json
import sys # this module is used to get the params from cmd
params = sys.argv[1]
obj = json.loads(params) #str to obj
jsonob = {'name':'alex','age':18,'gender':'male'}
strjson = json.dumps(jsonob,sort_keys=True)
print(strjson)

python代码接收来自于命令行的参数,然后输出一个json对象对应的字符串。
javascript代码实现将python脚本输出的json字符串转换为json对象如下:

var exec = require('child_process').exec;
filename = 'test_pyjson.py'
var editor={
    "name":'alex',
    "age":18,
    "address":'fghjh'
};
var str = '{\\"name\\":\\"alex\\",\\"age\\":18,\\"address\\":\\"sdsdd\\"}'; //change the javascriptobject to jsonstring
exec('python '+filename+' '+str,function(err,stdout,stdin){

    if(err){
        console.log('err');
    }
    if(stdout)
    {
        //parse the string
        console.log(stdout);
        var astr = stdout.split('\r\n').join('');//delete the \r\n
        var obj = JSON.parse(astr);

        console.log('name',obj.name);
        console.log('age',obj.age);
        console.log('gender',obj.gender);

    }


});

执行javascript代码:

最终输出

可以看到javascript成功的解析Python代码执行的命令行输出结果,实现了javascript与python的混编。

小结

nodejs 调用脚本与其他脚本的交互过程主要就是三步:javascript代码中使用child_process模块创建子进程,子进程调用命令行并且传递参数完成其他语言脚本代码的调用,根据其他语言的控制台输出的字符串进行JSON格式的解析,进而完成了Nodejs与其他脚本语言的交互过程。

### 如何在 Node.js 中通过 `child_process` 调用 Python 脚本Node.js 的环境中,可以通过内置的 `child_process` 模块来调用外部程序或脚本。对于需要调用 Python 脚本的情况,可以利用该模块的功能实现跨语言交互。 以下是具体方法示例: #### 使用 `spawn` 方法调用 Python 脚本 `spawn` 是 `child_process` 模块的一个重要功能,它可以用来启动一个新的子进程并其通信。下面是一个完整的例子,展示如何使用 `spawn` 来执行一个名为 `test_py.py` 的 Python 脚本,并向其传递参数。 ```javascript const { spawn } = require('child_process'); // 定义要运行的 Python 命令及其参数 const pythonProcess = spawn('python', ['test_py.py', 'arg0', 'arg1']); // 接收标准输出数据 pythonProcess.stdout.on('data', (data) => { console.log(`stdout: ${data}`); }); // 接收错误输出数据 pythonProcess.stderr.on('data', (data) => { console.error(`stderr: ${data}`); }); // 子进程退出事件处理 pythonProcess.on('close', (code) => { console.log(`子进程已退出,退出码为:${code}`); }); ``` 上述代码片段展示了如何初始化一个子进程[^2],并通过监听 `stdout` `stderr` 事件获取来自 Python 脚本的标准输出错误输出。最后,在子进程结束时触发 `close` 事件[^1]。 #### 处理异步行为 由于 `child_process.spawn` 返回的是一个可读流对象,因此能够实时捕获到 Python 脚本产生的每一部分输出。这对于长时间运行的任务或者需要即时反馈的应用场景非常有用。 #### 替代方案——同步方式 (`execFile`) 如果不需要关心过程中的中间状态而只在乎最终的结果,则可以选择更简单的同步接口比如 `execFile`: ```javascript const { execFile } = require('child_process'); execFile('python', ['test_py.py', 'arg0', 'arg1'], (error, stdout, stderr) => { if (error) { console.error(`执行过程中发生错误: ${error.message}`); return; } if (stderr) { console.error(`stderr: ${stderr}`); return; } console.log(`stdout: ${stdout}`); }); ``` 此版本会等待直到整个命令完成之后才继续往下执行回调函数内的逻辑[^3]。 ---
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