使用 JRuby/Jython 实现 Ruby/Python 互操作性？答案

【问题标题】：Using JRuby/Jython for Ruby/Python interoperability?使用 JRuby/Jython 实现 Ruby/Python 互操作性？
【发布时间】：2011-02-14 17:30:01
【问题描述】：

很可能是一个愚蠢的问题，因为我对 Java/Jython/JRuby/字节码了解不多，但是..

我今天再次偶然发现_why's unholy..它允许您从 Ruby 代码输出 Python 字节码..基本上允许它们产生相同的字节码..

Jython 输出 Java 字节码，JRuby 也是如此。由于它们都编译为相同的字节码，这是否意味着您可以使用任何来自 Ruby 的 Python 库和来自 Python 的 Ruby 库？

【问题讨论】：

+1 回答一个有趣的问题...
顺便说一句：在邪恶的自述文件末尾提到的“运行所有语言的神话 VM”，是我在回答中提到的 Parrot VM。值得庆幸的是，它现在不再是神话：1.0.0 的大版本是一年多以前的事了，从那时起，Parrot 团队像发条一样每月发布一个稳定版本，两周前（目前）达到了 2.3.0 .当然，这并不意味着每种语言实际上都有一个编译器（特别是，Cardinal Ruby 编译器远未准备好生产），只是 VM 存在且稳定.

标签： python ruby jruby jython bytecode

【解决方案1】：

不，这行不通。至少不是你想象的那样。

Jython 和 JRuby 之间的互操作性与 CPython 和 YARV 之间的互操作性工作方式相同：它们都运行在同一个平台上，因此它们可以使用该平台相互通信。

对于 CPython 和 YARV，该平台是 C/POSIX，因此它们可以使用 C 结构、ints、char*s 和 C 函数调用相互通信。对于 Jython 和 JRuby，该平台就是 JVM，因此它们可以使用 JVM 对象、JVM 类、JVM 接口、JVM 类型和 JVM 方法相互通信。

在这两种情况下，这些平台原语看起来一点也不像 Python 或 Ruby 对象。

对于 JRuby，Jython 只是另一个 Java 程序。对于 Jython，JRuby 只是另一个 Java 程序。

例如：在 Ruby 中，您可以随时动态地添加、删除和重新定义方法。在JVM上，可以动态添加和删除的最小代码单元是一个类。因此，Ruby 方法实际上并不表示为 Java 方法。它表示为 Java 类。从逻辑上讲，具有几个方法的 Ruby 对象表示为没有方法的 Java 对象，只有一个 Dictionary<String, RubyMethod> 字段。 IOW：它在 Java 中完全不可用，而且，因为从 JRuby 的角度来看，Jython 只是 Java，所以它也不能从 Jython 中使用。

现在，有种方法可以让这一切变得更好。您可以使用实际的 Java 类型在两者之间进行通信——这两种实现都与 Java 具有很好的互操作性。因此，您可以使用 Ruby 和 Python 中的 Java Map，而不是将 Ruby 哈希传递给 Python 或将 Python 字典传递给 Ruby。但请注意，这要求您的 Ruby 和 Python 代码都是专门为在 JVM 上工作而编写的。 IOW：你不能只使用你在网上找到的任何 Python 或 Ruby 库，这就是你要问的。

@duncan 在他的回答中提到了另一种可能性：将 Jython 或 JRuby 作为脚本引擎嵌入到您的 Ruby 或 Python 应用程序中。但同样，这并不能真正回答您关于使用 Ruby 中的任意 Python 库的问题，反之亦然。

那么，这里有什么问题？

问题在于，为了让两个运行时进行通信，它们需要使用相同的“语言”。在这种特殊情况下，两个运行时的唯一共同语言是 Java，或者说是 Java 的一个严重残缺的子集。

所以，我们需要找到一种共同语言。定义这种语言的一种方法是让两个运行时都了解彼此的元对象协议 (MOP)。

MOP 基本上是语言对象模型的对象模型。嗯，这很令人困惑，因为我们使用“对象模型”这个词来表示两个不同的东西。让我换个说法：

MOP 基本上是语言对象系统的领域模型。就像银行系统的域模型包含代表现实世界客户、账户、余额、分类帐等的对象，以及代表现实世界行动（如汇款、取款等）的方法，MOP 包含代表的对象表示语言操作的语言类、方法、变量、对象和方法，例如查找变量、调用方法、从类继承、构造类的实例。

通常，每个运行时都将其 MOP 保持为私有，并且每个运行时都有自己的 MOP。

如果 JRuby 和 Jython 彼此公开他们的 MOP 并理解彼此的 MOP（或者，更好的是：他们将自己的 MOP 公开给 JVM 并且都使用了相同的 MOP），那么您可以将其中一个疯狂的 JRuby 方法包传递给 Jython，它就会知道如何找到属于该对象的方法以及如何调用它们，因为它可以询问 JRuby 的 MOP 是如何做到的。

实际上有一个项目可以为 JVM 创建这样的 MOP：dynalang MOP 是一个用于在 JVM 上运行的动态语言的共享标准化 MOP 项目。它由 Mozilla Rhino ECMAScript 引擎的维护者 Attila Szegedi 创建。目前，没有一个大型语言实现使用它，但至少 Rhino、JRuby、Jython 和 Groovy 之间正在进行协作，以确保 dynalang 足够通用，可以支持所有不同语言的对象模型。

如果您想先睹为快，了解具有这种共享 MOP 的世界会是什么样子，您可以查看 Microsoft 的动态语言运行时 (DLR)。 DLR 仅包含这样一个 MOP 和支持 DLR 的所有运行时（除了常见的问题，例如 IronRuby、IronPython、IronJS 和 IronScheme，现在还包括 C# 4 和 Visual Basic.NET 10) 几乎可以无缝地相互操作。

另一个类似的平台是Parrot Virtual Machine，它专门设计用于允许多种动态语言在同一个运行时平台上互操作。有可用的 Python (Pynie) 和 Ruby (Cardinal) 的实现，但尤其是 Cardinal 距离远程完整的 Ruby 实现还有很长的路要走。

【讨论】：

【解决方案2】：

有两种方法可以做到这一点。两者都提供了静态编译代码和从脚本生成真正的 Java 类的能力。在这种情况下，Jython AFAIK 生成 Java 源代码，然后通过 jythonc 脚本调用 javac。但这需要编译。

对于这两种解释器，您都可以从脚本中调用 Java 代码，并且可以将解释器嵌入到 Java 应用程序中。

例如，从 Python 调用 Java：

>>> from java.util import Random
>>> r = Random()
>>> r.nextInt()
501203849

要在Java中嵌入JRuby解释器，你可以这样做（注意，也有一种基于JSR223的方式，这是核心方式）：

package vanilla;

import org.jruby.embed.ScriptingContainer;

public class HelloWorld {

    private HelloWorld() {
        ScriptingContainer container = new ScriptingContainer();
        container.runScriptlet("puts Hello world");
    }

    public static void main(String[] args) {
        new HelloWorld();
    }

你可以从 Jyton 做同样的事情（我猜你需要正确地给出 jruby 路径）：

import org.jruby.embed.ScriptingContainer
container = ScriptingContainer()
container.runScriptlet("puts Hello world")

反之亦然。

您不会通过导入将整个 ruby 标准库导出到 python 解释器。您需要提前将 ruby 的 stdlib 预编译为字节码。

但是，通过上述技术，并添加几个帮助脚本和定义的接口，您可以将特定功能从一种语言连接到另一种语言。

【讨论】：