Jython: Python sobre la JVM Luis Alberto Pérez Septiembre de 2011.

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1 Jython: Python sobre la JVM Luis Alberto Pérez luis.perez@neodoo.es Septiembre de 2011

2 Introducción ● ¿Qué es Jython? ● Estado: Jython 2.5.2 (March 3, 2011) ● Algunos proyectos: ● drools ● django-jython ● the grinder ●...

3 Jython!! filestoread = ["/tmp/foo.txt", "/tmp/bar.txt"] for fname in filestoread: f = open(fname, 'w') f.write("una linea\n") f.write("otra linea\n") f.close() f = open(fname,'r') print("lineas de %s: %s" % (fname, f.readlines())) f.close()

4 Diferencias entre CPython y Jython ● Cpython ● Escrito en C ● Compila a.pyc ● Usa extensiones escritas en C ● GIL (Global Interpreter Lock) ● Python Garbage Collection ● Jython ● Escrito en Java ● Compila a.class ● Extensible usando Java ● Multihilo gracias a Java ● Java Garbage Collection

5 Ventajas y usos de Jython ● Aprovechar el extenso ecosistema Java ● Uso de plugins escritos en jython para applicaciones java como como una buena forma de extensibilidad ● Aprovechar la flexibilidad y elegancia de Python para implementar partes de sistemas Java. ● Jython en servidores de aplicaciones J2EE ● Testing de sistemas Java

6 Instalación ● Instalaremos jython 2.5.2 sobre java 6. ● http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads/in dex.html ● http://wiki.python.org/jython/InstallationInstructions http://wiki.python.org/jython/InstallationInstructions ● Los ejercicios y ejemplos que se obtienen de github están preparados para ser importados como proyectos de PyDev ● http://pydev.org/manual_101_install.html

7 Aprovechando Java... JythonUsingJava/basicexamplejava.py ● http://download.oracle.com/javase/6/docs/api/ from java.security import MessageDigest from java.lang import String def calc_md5(text): md5 = MessageDigest.getInstance("md5") md5.update(text) return jarray_to_hex_s(md5.digest()) #Aqui reside la única complejidad def jarray_to_hex_s(jarray_): """Convertir un array de bytes java en una representacion hexadecimal del mismo""" return "".join(["%02X" % (x & 0xFF) for x in jarray_.tolist()])

8 Usando Swing desde Jython SwingExample/swingexample.py ● http://download.oracle.com/javase/tutorial/uiswing/ from javax.swing import * from javax.swing import JButton from javax.swing import JFrame def hello(event): print "Hello. I'm an event." def test_swing(): frame = JFrame("Hello Jython") button = JButton("Pulsar", actionPerformed = hello) frame.add(button) frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE) frame.setSize(200, 100) frame.show()

9 Limitaciones ● No se pueden usar extensiones de python en c (aún) ● No se puede heredar de multiples clases Java (sí se puede de multiples clases python o multiple interfaces java) ● Acceso a métodos privados y protegidos de clases java → ver FAQ de jython ● Bug en 2.5 - leaks en reinicio de apps Jython en serv. de aplicaciones debido a problema con classloaders

10 A tener en cuenta ● null en java es transformado a None en jython ● java.util.Date.getTime() devuelve seconds from the epoch en lugar de milliseconds ● El concatenado de strings "a" + "b" es menos eficiente que en CPython: mejor usar join. ● Jython un único tipo string. > 2.5 -> strings y unicode strings del mismo modo que en cpython ● Dado que el sistema de garbage collection en java es diferente, conviene ser cuidadoso al liberar recursos

11 Usando Java desde Jython

12 ● Como ya hemos visto, basta con importar y usar ● Acceso a propiedades estilo 'JavaBeans' sin usar getters y setters ● Conversiones de tipos ● Atención a los arrays de Java ● Herencia de clases Java from java.security import MessageDigest md5 = MessageDigest.getInstance("md5") md5.update(“calculatemymd5”)

13 Acceso a propiedades JavaBean JythonUsingJava/.../HighSchool.java public class HighSchool { private String name; private String city; private int numberOfStudents; public HighSchool(String name, String city){ this.name = name; this.city = city; } public String getName() { System.out.println("Getting name!"); return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } JythonUsingJava/.../jproperties.py hschool = HighSchool("instituto1", "Zaragoza", numberOfStudents=100) print("%s in %s for %i students" % (hschool.name, hschool.city, hschool.numberOfStudents)) hschool.numberOfStudents = 200 print(hschool.numberOfStudents)

14 Conversiones al pasar parámetros

15 Conversiones en valores devueltos

16 Atención al paso de arrays ● El método Java recibe un wrapper de la lista Jython ● Si el método Java modifica el contenido del array, los cambios no se reflejan en la lista Jython. ● Para ello se necesita usar la jarray.array arr = jarray.array('i', [1, 2, 3]) #creamos un array de java jyarr = arr.tolist() #obtener lista jython a partir del array ● El primer parámetro de jarray.array() es el indicador del tipo java del array:

17 Heredando de clases Java JythonUsingJava/.../subclassing.py class ExtendedHighSchool(HighSchool): def __init__(self, name, city, address): HighSchool.__init__(self, name, city) self.address = address eh = ExtendedHighSchool("Centro 1", "Zaragoza", "Independencia, 2") print(eh.address)

18 Emulando clases Jython en Java import java.util.Vector; public class CustomContainer { private Vector data; public CustomContainer() { data = new Vector(); } // Implement the len() operator. public int __len__() { return data.size(); } // Implement the append() method. public int append(String item) { data.add(item); return 1; }... } ● Se puede emular comportamiento de estructuras típicas de jython (ej: len(vector)) implementando métodos especiales ● http://docs.python.org/reference/datamodel.html# special-method-names

19 Ejercicios: ● La estructura de los ejercicios está ya predefinida, con proyectos ya listos para ser importados en PyDev ● Los ficheros de la estructura ya definida están por completar o vacíos. Soluciones en el directorio exerc_solutions ● 01_ExtendingString → Emulando comportamiento típico de listas para la clase String de Java

20 Extendiendo clases Jython desde Java ● Es posible extender clases Jython desde Java. Algunas clases interesantes: ● PyDictionary ● PyInteger ● PyList ● PyString ● PyStringMap ● PyTuple

21 Integrando Jython en Java

22 ● Usando el PythonInterpreter directamente ● Jython factory objects ● JSR 223 (JSE 6 scripting project) ● jythonc (deprecado) ● Plyjy ● JSE7 Soporte de la JVM para lenguajes dinámicos (aka InvokeDynamic)

23 Usando PyInterpreter examples/JavaUsingJython/.../embedded PythonInterpreter interp = new PythonInterpreter(); nterp.exec("import sys"); interp.exec("print sys"); interp.set("intvar", new PyInteger(10)); interp.exec("print type(intvar)"); interp.exec("x = intvar + 2"); PyObject x = interp.get("x"); int javaint = x.asInt(); Integer javainteger = (Integer) x.__tojava__(Integer.class); System.out.println("x: " + javaint); PyObject localvars = interp.getLocals(); localvars.__setitem__("var1", new PyString("hello!")); interp.set("localvars", localvars); interp.exec("print(var1)");

24 PyInterpreter: ClassLoader personalizado PyDictionary table = new PyDictionary(); RestrictedClassLoader classLoader = new RestrictedClassLoader(); PySystemState state = new PySystemState(); state.setClassLoader(classLoader); PythonInterpreter interp = new PythonInterpreter(table, state); ● PyInterpreter permite, a traves de PySystemState, usar un classloader propio para la carga de clases Jython

25 Jython con Java Scripting Engine examples/JSEScriptingJython ● http://java.net/projects/scripting http://java.net/projects/scripting ● Jython-engine.jar y jython.jar en classpath ScriptEngineManager mgr = new ScriptEngineManager(); ScriptEngine eng = mgr.getEngineByName("python"); System.out.println("eng: " + String.valueOf(eng)); eng.put("var1", new Integer(257)); eng.eval("print 'var1: %s' % var1"); eng.eval("import sys"); eng.eval("print sys.version");

26 Objetos factoría Jython examples/JavaUsingJython/.../factory package es.neodoo.jythoncourse.factory; public interface HighSchoolType { public String getName(); public String getCity(); public void setName(String name); public void setCity(String city); } from es.neodoo.jythoncourse.factory import HighSchoolType class HighSchool(HighSchoolType): def __init__(self, name, city): self._name = name self._city = city def getName(self): return self._name def getCity(self): return self._city def setName(self, name): self._name = name def setCity(self, city): self._city = city

27 Objetos factoría Jython (II) examples/JavaUsingJython/.../factory package es.neodoo.jythoncourse.factory; import org.python.core.PyObject; import org.python.core.PyString; import org.python.util.PythonInterpreter; public class HighSchoolFactory { private PyObject jyHighSchoolClass; public HighSchoolFactory() { PythonInterpreter interpreter = new PythonInterpreter(); Interpreter.exec("from highschool import HighSchool"); jyHighSchoolClass = interpreter.get("HighSchool"); } public HighSchoolType create(String name, String city) { PyObject highschoolObj = jyHighSchoolClass.__call__(new PyString(name), new PyString(city)); return (HighSchoolType) highschoolObj.__tojava__(HighSchoolType.class); }

28 Objetos factoría Jython (III) ● La creación del interprete jython es cara ● Si el número de clases jython con el que interactuar es alto, usar una factoría por cada tipo puede ser costoso. Usar una factoría genérica. ● plyjy - http://kenai.com/projects/plyjyhttp://kenai.com/projects/plyjy ● Implementación de factorías genéricas usando PyInterpreter y PySystemState

29 Ejercicios: ● 02_DicAccessFromJava → Emulando acceso como diccionario para una clase Java ● 03_ExtendingStringFromJava → Mismo ejercicio que 01_ExtendingString, pero implementandolo como clase Java ● Ejercicio adicional: Crear una clase jython que implemente una calculadora de números imaginarios con operaciones típicas (sumar, restar, multiplicar, dividir), implementar una factoría Java y hacer uso de la clase implementada desde Java. En este caso no se ofrece el proyecto PyDev ya preparado, el alumno deberá configurarlo.

30 Usando bases de datos en Jython

31 ● ZxJDBC ● DBI 2.0 ● Interface a JDBC – zxJDBC.connect – zxJDBC.lookup → lookup JNDI de conexiones gestionadas por contenedor JEE. ● SqlAlchemy (http://www.sqlalchemy.org/) ● No todas las bases de datos que soporta en cpython tienen dialecto para zxJDBC (a día de hoy hay soporte para Oracle, PostgreSQL y MySQL) ● Hibernate (Java) ● Crear entidades y mappings en Java, hacer uso del api de hibernate y de las entidades desde Jython ● Persistencia con DJango

32 ZxJDBC examples/ZxJDBC from __future__ import with_statement from com.ziclix.python.sql import zxJDBC jdbc_url = "jdbc:hsqldb:mem" username = "SA" password = "" driver = "org.hsqldb.jdbcDriver" stmt = "create table testadata (id integer, name varchar(50))” with zxJDBC.connect(jdbc_url, username, password, driver) as conn: with conn: with conn.cursor() as c: result = c.execute(stmt) ● Usaremos Hypersonic (RDBMS 100% Java) para el ejemplo. BD en memoria → Solo necesitamos un.jar!

33 Ejercicios ● 04_SwingCalculator → Implementar una calculadora en Swing desde jython ● 05_SeamPersistence → Modificar una aplicación Seam para que haga uso de jythony zxJDBC para realizar la persistencia, en lugar del mecanismo de hibernate que utiliza

34 Referencias ● http://www.jython.org/ ● http://wiki.python.org/jython/LearningJython ● http://www.jython.org/jythonbook/en/1.0/ ● http://oreilly.com/catalog/9780596002473/ ● http://www.rexx.com/~dkuhlman/jython_course_ 03.html