目录

• TL; DR
  • python调javascript
  • javascript调python
• 原理
  • 基于Node.js的javascript调用python
    • 从Node调用python函数
      • V8
      • 嵌入Python
      • 代码
      • 可移植性
      • 总结
  • 基于V8的python调用javascript
  • 编译Python解释器为WebAssembly
• 优点
• 缺点
• 总结

首先要明白的是，javascript和python都是解释型语言，它们的运行是需要具体的runtime的。

• Python： 我们最常安装的Python其实是cpython，它有一个基于C的解释器。除此之外还有像pypy这种解释器，等等。基本上，不使用cpython作为python的runtime的最大问题就是通过pypi安装的那些外来包，甚至有一些cpython自己的原生包（像collections这种）都用不了。
• JavaScript： 常见的运行引擎有google的V8，Mozilla的SpiderMonkey等等，这些引擎可以把JavaScript代码转换成机器码执行。基于这些基础的运行引擎，我们可以开发支持JS的浏览器（比如Chrome的JS运行引擎就是V8）；也可以开发功能更多的JS运行环境，比如Node.js，相当于我们不需要一个浏览器，也可以跑JS代码。有了Node.js，JS包管理也变得方便许多，如果我们想把开发好的Node.js包再给浏览器用，就需要把基于Node.js的源代码编译成浏览器支持的JS代码。

在本文叙述中，假定：

• 主语言： 最终的主程序所用的语言
• 副语言： 不是主语言的另一种语言

例如，python调用js，python就是主语言，js是副语言

TL; DR

个人觉得这是最佳方案了，但是老一点的技术文章几乎没有人说。也可能是前几年javascript的C语言相关的技术还没发展得很全面？

只要选好合适的库，几乎适用于绝大部分场景：

1. python的各种复杂的包不能割舍，Node.js的各种包也不想割舍。
2. python和javascript的交互巨频繁，传递的对象也大
3. 对运行效率有要求：“把javascript变成python之后跑得也太慢了吧！”
4. 甚至想在主语言里搞多进程并发编程

有库！有库！有库！

python调javascript

• pyv8： pip install -v pyv8
  • 缺点：太！老！了！甚至需要用python 2来构建V8……直接就是一个不建议使用。
• stpyv8：后人做的pyv8升级，把Python API改成了python3的。
  • 缺点：
    • 但V8还是要用python 2构建，虽然你不用再额外装javascript的runtime，但你同时需要python2 和python3的runtime。
    • 由于js runtime是V8，有一些Node特性可能用不了，以及有的Node模块可能需要转换成V8可以识别的js文件（可以参考这里）
• PyMiniRacer：基本跟上面一个项目做的差不多的事情。基于python 3嵌入了V8，但构建V8还是要用python 2。

javascript调python

• PyNode：也是我最后用的包，安装上会有点小问题，但总体是蛮不错的
  python方要先安装gyp-next：pip install gyp-next，然后npm install @fridgerator/pynode。
  • 优点：
    1. 上面说的所有优点都可以做到！就算NPM直接安装的包做不到，稍微改改就可以做到。
    2. 和下面的boa相比，非常轻量，只有几十MB，boa有几面MB。
  • 缺点：列得比较多只是因为我最后真的用了它，所以踩过一些坑，有的解决了，有的就还是将就用了。后面我会写个踩坑经验。
    1. 对python特性只有简单的支持。比如：python的关键字参数（kwargs）是不支持的；传一些复杂的object的时候解析得不是很靠谱，例如：有的简单的dict套dict传给javascript明明可以是个object，但它会变成它自己的python对象包装器（PyObjectWrapper），希望以后可以继续维护改进吧。
    2. 由于使用的python C API一直在变化，最好是用python 3.6以上。Node没有太新的版本要求，只要支持N-API就可以了。
    3. 依赖python动态库，在不同OS和Architecture的安装时可能会出现一些找不到库的问题（但应该可以解决！）。
    4. 调用startInterpreter()起2次python解释器的话会有segmentation fault（可以解决！）
• boa：npm install @pipcook/boa。阿里的开源库，跟pynode基本也是同一个原理。如果没有缺点里所说的情况，更推荐用这个。
  • 优点：
    1. 安装它的时候，会通过miniconda直接安装一个python环境，不需要自己装python且找python的动态库。
    2. 支持更多的python特性，比如关键字参数（kwargs），with语句之类的。
    3. 由于是阿里维护的，可能我们问问题会更方便吧（不是x）
  • 缺点：但由于它装了一个conda的python环境，且只能使用这个python环境，导致损失了一些灵活性。这在大部分情况下应该都不是问题，其实这个库会比pynode更鲁棒一些。主要还是在我的use case里，我还是必需要在我本地的python runtime里执行一些程序的，而boa只能使用conda的python runtime，那么结果就是python部分的依赖的包要么同时在这两个runtime里都装一遍，要么只在一个里装，把site-packages添加到另一个runtime的sys.path下。如果包装在本地runtime里，那么conda的runtime可能要把本地runtime的库目录，以及本地虚拟环境的库目录都加进入，我觉得挺麻烦的。
• pyodide：没用过，大致看了看介绍。直接把cpython解释器编译成了WebAssembly。
  • 优点：完全不用安装python啦！而且比起js解释器，支持很多python包，包括numpy之类的。感觉非常适合浏览器使用python进行科学计算！
  • 缺点：
    • 支持的python包还是有限
    • 跟你本地的cpython不是一个runtime，可能你在本地python调试好的代码在pyodide里会有问题
    • 你的python部分暂时跟并发编程无缘啦！

原理

众所周知（不是x

• cpython的底层解释器是C语言写的，并且提供了一系列C API，让python可以调用C代码，也可以让C调用python代码。
• Node.js基于V8 Javascript引擎，它们都是C语言写的，Node.js也提供了一系列C API，既可以调用C代码写Node.js包，也可以让C调用Node.js runtime运行javascript代码（嵌入Node.js）。另外，V8也有C API方便程序员去嵌入（embed）它。

事就这么成了，让这两种语言通过C语言来联通！这种方式的好处是：

1. python和javascript实际上都还是在各自的runtime里运行，因此只要你单独在python环境，或者javascript环境开发的代码没问题，连起来也没问题，所以支持各种扩展包。
2. 而且它们在同一个进程里，我们的开销几乎只有数据类型转换，真正做到了高效率的两种语言的交互。

我根据目前见过的项目，总结了一下目前已有的方式：

基于Node.js的javascript调用python

参考：《NodeJS and Python interoperability!》（题外话：才发现就是PyNode项目的作者写的！TQL！）

这篇文章把这条路的基本原理写得很清楚了，我稍微翻译一下大意，尽量达，不信不雅（x）。

从Node调用python函数

NodeJS与Python之间的互操作还是相对简单 可行的。我不是指基于子进程调用CLI以及进程间通信的方式，或者一些其它古怪的方式。这两种语言都是用C/C++编写的，所以通过调用副语言的本机库，互操作是可能的。看看我使用这两种语言的底层API的过程中都经历了什么吧，我可真的很不喜欢这个！