Golang调用Python

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。

原理

Python提供了丰富的C-API。而C和Go又可以通过cgo无缝集成。所以，直接通过Golang调用libpython，就可以实现Go调Python的功能了。确实没啥神奇，只要会用C调Python，马上就知道怎么用了。但问题是，如果有的选择，这个年代还有多少人愿意去裸写C和C++呢？诚心默念Golang大法好。

准备工作

• Python ：确保Python正确安装，所谓正确安装，就是在系统中能找到libpython.so(dylib)，找到Python.h。一般linux直接安装python-devel，mac直接用homebrew安装就可以。
• Golang安装：Golang不需要什么特殊的处理，能找到go即可。

安装libpython-go-binding

虽然直接用cgo调用libpython也不是不可以，但是有native-binding用起来肯定要爽的多。Github上有一个现成的Binding库go-python。

 go get github.com/sbinet/go-python

如果Python安装正确，这里会自动编译并显示提示，事就这样成了。

Have a try

首先写一个测试Python脚本

import numpy
import sklearn

a = 10

def b(xixi):
    return xixi + "haha"

然后写一个Go脚本：

package main

import (
    "github.com/sbinet/go-python"
    "fmt"
)

func init() {
    err := python.Initialize()
    if err != nil {
        panic(err.Error())
    }
}

var PyStr = python.PyString_FromString
var GoStr = python.PyString_AS_STRING

func main() {
    // import hello
    InsertBeforeSysPath("/Users/vonng/anaconda2/lib/python2.7/site-packages")
    hello := ImportModule("/Users/vonng/Dev/go/src/gitlab.alibaba-inc.com/cplus", "hello")
    fmt.Printf("[MODULE] repr(hello) = %s\n", GoStr(hello.Repr()))

    // print(hello.a)
    a := hello.GetAttrString("a")
    fmt.Printf("[VARS] a = %#v\n", python.PyInt_AsLong(a))

    // print(hello.b)
    b := hello.GetAttrString("b")
    fmt.Printf("[FUNC] b = %#v\n", b)

    // args = tuple("xixi",)
    bArgs := python.PyTuple_New(1)
    python.PyTuple_SetItem(bArgs, 0, PyStr("xixi"))

    // b(*args)
    res := b.Call(bArgs, python.Py_None)
    fmt.Printf("[CALL] b('xixi') = %s\n", GoStr(res))

    // sklearn
    sklearn := hello.GetAttrString("sklearn")
    skVersion := sklearn.GetAttrString("__version__")
    fmt.Printf("[IMPORT] sklearn = %s\n", GoStr(sklearn.Repr()))
    fmt.Printf("[IMPORT] sklearn version =  %s\n", GoStr(skVersion.Repr()))
}

// InsertBeforeSysPath will add given dir to python import path
func InsertBeforeSysPath(p string) string {
    sysModule := python.PyImport_ImportModule("sys")
    path := sysModule.GetAttrString("path")
    python.PyList_Insert(path, 0, PyStr(p))
    return GoStr(path.Repr())
}

// ImportModule will import python module from given directory
func ImportModule(dir, name string) *python.PyObject {
    sysModule := python.PyImport_ImportModule("sys") // import sys
    path := sysModule.GetAttrString("path")                    // path = sys.path
    python.PyList_Insert(path, 0, PyStr(dir))                     // path.insert(0, dir)
    return python.PyImport_ImportModule(name)            // return __import__(name)
}

打印输出为：

repr(hello) = <module 'hello' from '/Users/vonng/Dev/go/src/gitlab.alibaba-inc.com/cplus/hello.pyc'>
a = 10
b = &python.PyObject{ptr:(*python._Ctype_struct__object)(0xe90b1b8)}
b('xixi') = xixihaha
sklearn = <module 'sklearn' from '/Users/vonng/anaconda2/lib/python2.7/site-packages/sklearn/__init__.pyc'>
sklearn version =  '0.18.1'

这里简单解释一下。首先将这个脚本的路径添加到sys.path中。然后调用PyImport_ImportModule导入包

使用GetAttrString可以根据属性名获取对象的属性，相当于python中的.操作。调用Python函数可以采用Object.Call方法，，列表参数使用Tuple来构建。返回值用PyString_AS_STRING从Python字符串转换为C或Go的字符串。

更多用法可以参考Python-C API文档。

但是只要有这几个API，就足够 Make python module rock & roll。充分利用Golang和Python各自的特性，构建灵活而强大的应用了。