Golang如何调用Python代码详解
前言
Python是时髦的机器学习御用开发语言，Golang是大红大紫的新时代后端开发语言。Python很适合让搞算法的写写模型，而Golang很适合提供API服务，两位同志都红的发紫，这里就介绍一下正确搅基的办法。
go中的cgo模块可以让go无缝调用c或者c++的代码，而python本身就是个c库，自然也可以由cgo直接调用，前提是指定正确的编译条件，如Python.h头文件（），以及要链接的库文件。本文以Ubuntu18.04作为开发和运行平台进行演示。
其实在使用cgo之前，笔者也考虑过使用grpc的方式。比如可以将需要调用的python代码包装成一个grpcserver端，然后再使用go编写对应的client端，这样考虑的前提是，go调用python代码本来就是解一时之困，而且引入语言互操作后，对于项目维护和开发成本控制都有不小的影响，如果直接使用grpc生成编程语言无感知的协议文件，将来无论是重构或使用其他语言替换python代码，都是更加方便，也是更加解耦的。所以grpc也是一种比较好的选择。至于通信延迟，老实说既然已经设计语言互操作，本机中不到毫秒级的损失其实也是可以接受的。
接下来进入正题。
Golang调用Python代码
1.针对python版本安装python-dev
sudoaptinstallpython3.6-dev
系统未默认安装python3.x的开发环境，所以假如要通过cgo调用python，需要安装对应版本的开发包。
2.指定对应的cgoCFLAGS和LDFLAGS选项
对于未由c包装的python代码，python-dev包中内置了python-config工具用于查看编译选项。
python3.6-config--cflags python3.6-config--ldflags
以下是对应的输出
-I/usr/include/python3.6m-I/usr/include/python3.6m -Wno-unused-result-Wsign-compare-g-fdebug-prefix-map=/build/python3.6-MtRqCA/python3.6-3.6.6=.-specs=/usr/share/dpkg/no-pie-compile.specs-fstack-protector-Wformat-Werror=format-security -DNDEBUG-g-fwrapv-O3-Wall
-L/usr/lib/python3.6/config-3.6m-x86_64-linux-gnu-L/usr/lib-lpython3.6m-lpthread-ldl -lutil-lm -xlinker-export-dynamic-Wl,-O1-Wl,-Bsymbolic-functions
低版本的python也可以在安装开发包后，使用对应的python-config命令打印依赖配置。由于cgo默认使用的编译器不是gcc，所以输出中的部分选项并不受支持，所以最后cgo代码的配置为
//#cgoCFLAGS:-I./-I/usr/include/python3.6m
//#cgoLDFLAGS:-L/usr/lib/python3.6/config-3.6m-x86_64-linux-gnu-L/usr/lib-lpython3.6m-lpthread-ldl -lutil-lm
//#include"Python.h"
import"C"
3.部分示例代码
3.0映射PyObject
typePyObjectstruct{
ptr*C.PyObject
}
functogo(obj*C.PyObject)*PyObject{
ifobj==nil{
returnnil
}
return&PyObject{ptr:obj}
}
functopy(self*PyObject)*C.PyObject{
ifself==nil{
returnnil
}
returnself.ptr
}
3.1python环境的启动与终结
funcInitialize()error{
ifC.Py_IsInitialized()==0{
C.Py_Initialize()
}
ifC.Py_IsInitialized()==0{
returnfmt.Errorf("python:couldnotinitializethepythoninterpreter")
}
ifC.PyEval_ThreadsInitialized()==0{
C.PyEval_InitThreads()
}
ifC.PyEval_ThreadsInitialized()==0{
returnfmt.Errorf("python:couldnotinitializetheGIL")
}
returnnil
}
funcFinalize()error{
C.Py_Finalize()
returnnil
}
3.2包路径与模块导入
funcInsertExtraPackageModule(dirstring)*PyObject{
sysModule:=ImportModule("sys")
path:=sysModule.GetAttrString("path")
cstr:=C.CString(dir)
deferC.free(unsafe.Pointer(cstr))
C.PyList_Insert(topy(path),C.Py_ssize_t(0),topy(togo(C.PyBytes_FromString(cstr))))
returnImportModule(dir)
}
funcImportModule(namestring)*PyObject{
c_name:=C.CString(name)
deferC.free(unsafe.Pointer(c_name))
returntogo(C.PyImport_ImportModule(c_name))
}
func(self*PyObject)GetAttrString(attr_namestring)*PyObject{
c_attr_name:=C.CString(attr_name)
deferC.free(unsafe.Pointer(c_attr_name))
returntogo(C.PyObject_GetAttrString(self.ptr,c_attr_name))
}
3.3数据类型转换
funcPyStringFromGoString(vstring)*PyObject{
cstr:=C.CString(v)
deferC.free(unsafe.Pointer(cstr))
returntogo(C.PyBytes_FromString(cstr))
}
funcPyStringAsGoString(self*PyObject)string{
c_str:=C.PyBytes_AsString(self.ptr)
returnC.GoString(c_str)
}
...
可以看到形似C.Py*的方法都是由cgo模块编译调用的，这些方法也是python暴露的C-API，而这里的示例就到此为止，其他诸如调用python模块方法的功能文档里也描述得十分详细，尽管实施起来仍然有些麻烦。
但是请注意C-API的2.x与3.x版本仍有不同，比如2.x版本中的字符串操作类型PyString_*在3.x中便被重命名为PyBytes_*。
关注过go与python互操作功能的同学应该注意到上述的示例代码部分来自go-python这个开源项目，有兴趣的同学也可以关注一下。这个项目基于python2.7，其中暴露的api诸如字符串转换也是基于python2.x版本，所以针对于更流行的python3.x项目，大家就需要自己按照上文方法做一些修改了。
实际工作中，语言的互操作场景确实很让人感觉头疼，而cgo的文档资料其实并不多，所以希望本文能给大家带来一些帮助。
总结
以上就是这篇文章的全部内容了，希望本文的内容对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值，如果有疑问大家可以留言交流，谢谢大家对毛票票的支持。