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介紹

Python 與 PHP 都是廣泛使用的語(yǔ)言，各有所長(zhǎng)，讓人期待兩者結(jié)合可以實(shí)現(xiàn)更豐富的效果。

在 PHP 中調(diào)用 Python 實(shí)現(xiàn)某些處理，這種需求雖然比較小眾，還是實(shí)用的。目前網(wǎng)上可以查到很多資料仍在探討 exec()（也包括 system()、shell_exec()、passthru() 等）執(zhí)行外部的 Python 文件，但這只是一種通用的方式，調(diào)用成本比較高，在每次調(diào)用時(shí)，需要裝載整個(gè) Python 解釋環(huán)境。

有此類需求的開(kāi)發(fā)者非常適合看一下 PPython，這是一種從根本上將 PHP 與 Python 有效結(jié)合的技術(shù)。

PPython 最初見(jiàn)于 https://code.google.com/p/ppython，該作者將 lajp（一種 PHP 結(jié)合 Java 的技術(shù)）移植到了 Python 上。

該項(xiàng)目最初建立于 2012 年，而且似乎已經(jīng)停止維護(hù)多年，不過(guò)目前來(lái)看其思路及效果還是值得肯定的，因此將此項(xiàng)目從停止運(yùn)營(yíng)的 Google Code 上遷移到了 GitHub，并遵循原 Apache 許可證重新發(fā)布和維護(hù)。

日前筆者對(duì)此作了一番嘗試，對(duì) PPython 的方便易用有所體會(huì)。

原理與架構(gòu)

PHP 與 Python 通訊有兩種不同的套接字機(jī)制：TCP 套接字和 UNIX 套接字。UNIX 套接字是 Unix/Linux 本地套接字，相對(duì)于 TCP 套接字，具有以下特點(diǎn)：

• 只能在同一臺(tái)主機(jī)中通訊（IPC），不能跨主機(jī)；
• 傳輸速度大于 TCP 套接字；
• 服務(wù)端只向本機(jī)提供服務(wù)（沒(méi)有對(duì)外偵聽(tīng)端口），相對(duì)安全，易于管理。

PHP 和 Python 各有其語(yǔ)言內(nèi)部定義的數(shù)據(jù)類型，通常 PHP 進(jìn)程與 Python 進(jìn)程進(jìn)行數(shù)據(jù)交互時(shí)，需要進(jìn)行轉(zhuǎn)碼處理。此類轉(zhuǎn)換如由應(yīng)用自行實(shí)現(xiàn)，從開(kāi)發(fā)效率到運(yùn)行性能都會(huì)增加不少額外負(fù)擔(dān)。

PPython 對(duì) PHP 和 Python 間的通訊方式的處理支持 TCP 套接字和 UNIX 套接字兩種機(jī)制，兼顧通訊效率和分布式，轉(zhuǎn)碼由服務(wù)統(tǒng)一處理，Python 為 PHP 的數(shù)據(jù)類型提供格式兼容，使 PHP 端開(kāi)發(fā)無(wú)須為底層通訊擔(dān)心。

Python 因其語(yǔ)言 GIL 特性，同一進(jìn)程內(nèi)多線程效率不高。PPython 可根據(jù)項(xiàng)目需要部署服務(wù)，多進(jìn)程運(yùn)行 Python，提高應(yīng)用綜合性能。

使用方法

PPython 的代碼可從上述項(xiàng)目倉(cāng)庫(kù)中下載。

下載得到的文件中，以下三個(gè)是 PPython 的核心代碼，作用如下：

• php_python.py，Python 進(jìn)程主文件，完成 Python 端監(jiān)聽(tīng)請(qǐng)求并運(yùn)行返回
• process.py，Python 端核心類，實(shí)現(xiàn) Python 內(nèi)部進(jìn)程調(diào)用及 PHP 與 Python 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化等關(guān)鍵處理
• php_python.php，PPython 客戶端，PHP 端引用此文件，可直接使用 PPython 函數(shù)實(shí)現(xiàn)調(diào)用。

將以上文件放置到任意目錄。先修改準(zhǔn)備運(yùn)行 PPython 的端口，監(jiān)聽(tīng)端口不限，只要 php_python.py 和 php_python.php 兩端修改一致。筆者統(tǒng)一改為 10240。

在當(dāng)前目錄下運(yùn)行 php_python.py，只要 Python 環(huán)境正常，便將運(yùn)行起一個(gè) PPython 的服務(wù)。

-------------------------------------------
- PPython Service
- Time: 2019-05-13 22:24:09
-------------------------------------------
Listen port: 10240
charset: utf-8
Server startup...

PHP 端引入 php_python.php，就可以用 ppython 函數(shù)與之前啟動(dòng)的 PPython 服務(wù)通訊，傳入請(qǐng)求由 PPython 服務(wù)調(diào)用 Python 處理后返回結(jié)果，如 $res = ppython('test::go') 是調(diào)用test.py 中的 go 函數(shù)，也可加上更多參數(shù)，第二個(gè)參數(shù)起將為被調(diào)的函數(shù)傳遞更多參數(shù)。

php_python.py 是 PPython 啟動(dòng)后直接運(yùn)行的全局代碼，有全局配置或進(jìn)程啟動(dòng)后的通用處理都寫在這里，如原生代碼中建立了數(shù)據(jù)庫(kù)連接等，項(xiàng)目中應(yīng)視情況作優(yōu)化。

但 Python 令人感興趣的主要方面不只是像 PHP 那樣描述業(yè)務(wù)功能，它可以在人工智能等領(lǐng)域所需要的計(jì)算型任務(wù)提供對(duì)更復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的處理，因此二者的結(jié)合可以給 PHP 帶來(lái)更多應(yīng)用場(chǎng)景。

改進(jìn)

此外，原生的 php_python.py 還有些不足。筆者用 ppython 調(diào)用自定義代碼中遇到了三個(gè)問(wèn)題，并相應(yīng)做了解決：

1. 不支持 complex（復(fù)數(shù)類），復(fù)數(shù)是數(shù)學(xué)上的一種數(shù)據(jù)類型，主要包括 real（實(shí)部）和 imag（虛部）數(shù)據(jù)，雖然日常生活中遇到較少，但 AI 和各種專業(yè)研究領(lǐng)域或并不罕見(jiàn)。Python 里有 complex 類，對(duì)復(fù)數(shù)可以直接進(jìn)行各種計(jì)算，但 PPython 序列化和反序列化對(duì) complex 沒(méi)有處理。為了能讓 complex 包括的數(shù)據(jù)能正常返回，只要在 process.py 的 z_encode() 方法中加上符合 PHP 要求的序列化處理，代碼如下：

   elif isinstance(p, numpy.complex128):
       t1 = str(p.real)
       t2 = str(p.imag)
       return 'O:7:"complex":2:{s:4:"real";d:%s;s:4:"imag";d:%s;}' % (t1,t2)

2. 不支持 ndarray（多維數(shù)組）。相比 complex，ndarray 要普通得多，相信凡使用到 Python 的各種計(jì)算功能，ndarray 是無(wú)法回避的，甚至 ndarray 在一定程度上成就了 Python。但原 php_python.py 不能識(shí)別 ndarray。不過(guò)解決起來(lái)并不難，在 process.py 里找到z_encode() 方法，加上下面這段，可以直接將 ndarray 轉(zhuǎn)化為符合 PHP 要求的數(shù)組（數(shù)字索引）。 

       elif isinstance(p, numpy.ndarray):
           s = ''
           i = 0
           for d in p:
               s += 'i:%d;%s' % (i,z_encode(d))
               i += 1
           return "a:%d:{%s}" % (len(p),s)

3. 原代碼不太穩(wěn)健，如數(shù)據(jù)為 ndarray 類型，if p == None:報(bào)錯(cuò)ValueError: The truth value of an array with more than one element is ambiguous. Use a.any() or a.all()，因?yàn)?code>p == None的結(jié)果也是ndarray，不返回false ，將判斷方法改為if p is None:可避免出錯(cuò)。

   相應(yīng)地 PHP 端也要注意一下序列化和反序列化的處理。

處理回復(fù)中類似 complex 這樣的對(duì)象數(shù)據(jù)時(shí)，如系統(tǒng)中沒(méi)有定義相應(yīng)的類，PHP 是可以反序列化的，但將顯示為 “incomplete object”，vardump 看得到 real 和 imag 數(shù)據(jù)，但不能直接操作，自行定義 complex 類后，則按指定的類進(jìn)行解析，與 PHP 內(nèi)的一般對(duì)象無(wú)異，可以輕松進(jìn)行所有操作。

至此，PHP 與 Python 的功能調(diào)訊已無(wú)問(wèn)題。

補(bǔ)充：注冊(cè)為服務(wù)

命令行下啟動(dòng) php_python.py 主要是方便調(diào)試，可以看到觀察反饋信息等，生產(chǎn)環(huán)境中手工啟動(dòng) PPython 畢竟不太方便。可以將 PPython 配置成服務(wù)，修改端口也可以為不同的應(yīng)用配置不同的 PPython 端。

Linux 下將一個(gè)進(jìn)程注冊(cè)為服務(wù)很簡(jiǎn)單，只要建立 /usr/lib/systemd/system/ppython.service，內(nèi)容如下：

[Unit]
Description=PHP-Python Service
After=network.target remote-fs.target nss-lookup.target
 
[Service]
ExecStart={PPYTHON_PATH}/php_python.py
 
[Install]
WantedBy=multi-user.target

其中 {PPYTHON_PATH} 要改成實(shí)際路徑。

總結(jié)

有了 PPython，可以摒棄 exec() 這種 shell 調(diào)用，使開(kāi)發(fā)回歸到邏輯本身。