Java 还是 Python

二、给 Python 加速

上面的性能瓶颈中，拖累执行速度的原因主要有两个：

众所周知，Python 是一门解释型脚本语言，一般来说，在执行速度上：
解释型语言 < 中间字节码语言 < 本地编译型语言
自然而然，我们要努力的方向也就有两个：

结合上面的两个点，我们的目标也清晰起来：
将 Python 代码转换成 Java 可以直接本地调用的模块
对于 Java 来说，能够本地调用的有两种：

其实我们通常所说的 Python 指的是 CPython，也就是由 C 语言开发的解释器来解释执行。而除此之外，除了 C 语言，不少其他编程语言也能够按照 Python 的语言规范开发出虚拟机来解释执行 Python 脚本：

三、Python -> Native 代码

先将 Python 源代码转换成 C 代码，之后用 GCC 编译 C 代码为二进制模块 so/dll，接着进行一次 Java Native 接口封装，使用 Jar 打包命令转换成 Jar 包，然后 Java 便可以直接调用。
流程并不复杂，但要完整实现这个目标，有一个关键问题需要解决：
Python 代码如何转换成 C 代码？
终于要轮到本文的主角登场了，将要用到的一个核心工具叫： Cython
请注意，这里的 Cython 和前面提到的 CPython 不是一回事。CPython 狭义上是指 C 语言编写的 Python 解释器，是 Windows、Linux 下我们默认的 Python 脚本解释器。
而 Cython 是 Python 的一个第三方库，你可以通过 pip install Cython 进行安装。
官方介绍 Cython 是一个 Python 语言规范的超集，它可以将 Python+C 混合编码的.pyx 脚本转换为 C 代码，主要用于优化 Python 脚本性能或 Python 调用 C 函数库。
听上去有点复杂，也有点绕，不过没关系，get 一个核心点即可： Cython 能够把 Python 脚本转换成 C 代码
来看一个实验：

# FileName: test.py
def TestFunction():
  print("this is print from python script")

1.准备 Python 源代码

# FileName: Test.py
# 示例代码：将输入的字符串转变为大写
def logic(param):
  print('this is a logic function')
  print('param is [%s]' % param)
  return param.upper()
# 接口函数，导出给Java Native的接口
def JNI_API_TestFunction(param):
  print("enter JNI_API_test_function")
  result = logic(param)
  print("leave JNI_API_test_function")
  return result

2.准备一个 main.c 文件

这个文件的作用是对 Cython 转换生成的代码进行一次封装，封装成 Java JNI 接口形式的风格，以备下一步 Java 的使用。

/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */
#include <jni.h>
#include <Python.h>
#include <stdio.h>
#ifndef _Included_main
#define _Included_main
#ifdef __cplusplus
extern"C" {
#endif
#if PY_MAJOR_VERSION < 3
# define MODINIT(name)  init ## name
#else
# define MODINIT(name)  PyInit_ ## name
#endif
PyMODINIT_FUNC  MODINIT(Test)(void);
JNIEXPORT void JNICALL Java_Test_initModule
(JNIEnv *env, jobject obj) {
  PyImport_AppendInittab("Test", MODINIT(Test));
  Py_Initialize();
  PyRun_SimpleString("import os");
  PyRun_SimpleString("__name__ = \"__main__\"");
  PyRun_SimpleString("import sys");
  PyRun_SimpleString("sys.path.append('./')");
  PyObject* m = PyInit_Test_Test();
  if (!PyModule_Check(m)) {
      PyModuleDef *mdef = (PyModuleDef *) m;
      PyObject *modname = PyUnicode_FromString("__main__");
      m = NULL;
      if (modname) {
        m = PyModule_NewObject(modname);
        Py_DECREF(modname);
        if (m) PyModule_ExecDef(m, mdef);
  PyEval_InitThreads();
JNIEXPORT void JNICALL Java_Test_uninitModule
(JNIEnv *env, jobject obj) {
  Py_Finalize();
JNIEXPORT jstring JNICALL Java_Test_testFunction
(JNIEnv *env, jobject obj, jstring string){
  constchar* param = (char*)(*env)->GetStringUTFChars(env, string, NULL);
  static PyObject *s_pmodule = NULL;
  static PyObject *s_pfunc = NULL;
  if (!s_pmodule || !s_pfunc) {
    s_pmodule = PyImport_ImportModule("Test");
    s_pfunc = PyObject_GetAttrString(s_pmodule, "JNI_API_testFunction");
  PyObject *pyRet = PyObject_CallFunction(s_pfunc, "s", param);
  (*env)->ReleaseStringUTFChars(env, string, param);
  if (pyRet) {
    jstring retJstring = (*env)->NewStringUTF(env, PyUnicode_AsUTF8(pyRet));
    Py_DECREF(pyRet);
    return retJstring;
  } else {
    PyErr_Print();
    return (*env)->NewStringUTF(env, "error");
#ifdef __cplusplus
#endif
#endif

这个文件中一共有3个函数：