如何使用 Java 运行 Python 解释器并获取其输出？

Question

是否可以使用 Java 从 Python 获取控制台输出？以下是此类输出的示例：

Python 3.3.4 (v3.3.4:7ff62415e426, Feb 10 2014, 18:13:51) [MSC v.1600 64 bit (AMD64)]
on win32
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> 2+2
4
>>>

现在，主要目标是通过使用 Java 调用 Python 解释器来获得上述输出。这是我的尝试：

//...
//Irrelevant code omitted

ProcessBuilder processBuilder = new ProcessBuilder("cmd");
processBuilder.redirectErrorStream(true);
processBuilder.start();
processBuilder.command("python2");
Process pythonProcess = processBuilder.start();
OutputStream outputStream = pythonProcess.getOutputStream();
OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(outputStream);
osw.write("2+2\r\nquit()\r\n");
osw.flush();
osw.close();
InputStream inputStream = pythonProcess.getInputStream();
BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(
                  new InputStreamReader(inputStream));
String line;

while( (line=bufferedReader.readLine())!=null) {

    System.out.println(line);

}

//...
//Irrelevant code omitted

我知道调用该start方法会产生一个新进程及其执行环境。写入python2进程的输出流会导致创建另一个进程。这就是问题开始的时候。我一直无法找到将命令发送2+2到Python解释器（这是CMD的子进程）而不是其父进程的方法。

总结一下：如何运行Python解释器，在其中执行一些命令，最后将结果打印到标准输出？

Answer 1

Python 可执行文件可以判断您正在以非交互方式运行该命令。一旦它意识到它正在以非交互方式运行，它将不再尝试与您交互；如果没有人在那里，为什么还要费力打印到标准输出或从标准输入读取呢？

要查看这是真的，您可以尝试运行例如“ls”或“ps”并查看它们在您的程序中工作，但然后运行例如“ftp”或“telnet”或“python”并查看它们不起作用并且什么也不输出。

用 Linux 的话说，问题是我们运行进程的方式没有给它们附加 TTY。解决方案是通过创建 PTY 来欺骗他们相信另一端有 TTY。

欺骗应用程序认为它的标准输入是交互式的，而不是管道

在：

• 我的 Mac OS X 10.9.4 笔记本电脑，带有 CPython 2.7.5 和 Java 1.8.0_05 以及
• 带有 CPython 2.7.5 和 Java 1.7.0_55 的 Ubuntu 12.04.4 LTS 服务器

以下作品，尽管以一种非常丑陋的方式：

import java.io.BufferedReader;
import java.io.BufferedWriter;
import java.io.InputStream;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;
import java.io.OutputStreamWriter;

class Foo {
    public static void main(String[] args) throws IOException, InterruptedException {
        // https://stackoverflow.com/questions/1401002/trick-an-application-into-thinking-its-stdin-is-interactive-not-a-pipe
        // 
        // Using script or unbuffer is the important catch. Without this
        // step you cannot use stdin in Python interactively, even with
        // python -u. At least script comes with Linux/Mac OS X, but
        // unbuffer works fine too.
        ProcessBuilder pb;
        switch(System.getProperty("os.name")) {
            case "Mac OS X":
                pb = new ProcessBuilder(
                    "/usr/bin/script", "-q", "/dev/null", "/usr/bin/python");
                break;
            default:
                // Linux
                pb = new ProcessBuilder(
                    "/usr/bin/script", "-qfc", "/usr/bin/python", "/dev/null");

        }
        // This doesn't make a difference.
        // pb.redirectErrorStream(true);

        Process p = pb.start();

        char[] readBuffer = new char[1000];
        InputStreamReader isr = new InputStreamReader(p.getInputStream());
        BufferedReader br = new BufferedReader(isr);
        int charCount;
        boolean written = false;
        while(true) {
            if (!br.ready() && !written) {
                // Ugly. Should be reading for '>>>' prompt then writing.
                Thread.sleep(1000);
                if (!written) {
                    written = true;
                    OutputStream os = p.getOutputStream();
                    OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(os);
                    BufferedWriter bw = new BufferedWriter(osw);
                    bw.write("2+2");
                    bw.newLine();
                    bw.write("quit()");
                    bw.newLine();
                    bw.flush();
                    bw.close();
                }
                continue;
            }
            charCount = br.read(readBuffer);
            if (charCount > 0)
                System.out.print(new String(readBuffer, 0, charCount));
            else
                break;
        }
    }
}

我不会这样做。相反，我会使用线程来保持交互并避免读取阻塞并执行预期的操作，即在写出之前等待某些提示。在上面的代码中，我盲目地睡觉，然后祈祷最好的结果。

不过，我注意到您正在使用 Windows，因为您已经运行了“cmd”。抱歉，我不知道如何在 Windows 上创建 PTY。我认为您可以获得 Windows 版的 Expect；unbuffer 是 Expect 中的一个实用程序：

http://expect.sourceforge.net/

或者尝试 cygwin，但我还没有测试过这个。

有关 TTY 和 PTY 的更多背景信息，请参阅：

如何创建伪 tty 来读取输出和写入输入

Answer 2

Asim Ihsan 的答案有正确的根本原因 - python 会知道它没有连接到交互式终端，并且不会按照您想要的方式运行。-i但是，您可以通过在启动 python 时传递该标志来使 python 以交互模式运行。这比 Asim 的建议更简单。你应该直接启动python（不需要cmd先启动的中介）。你会使用类似的东西

ProcessBuilder pb = new ProcessBuilder('python', '-i');

然后或多或少地按照原来的问题进行。启动进程，获取关联的流，并对流进行读取和写入。