PythonMonkey 使開發(fā)人員能夠輕松地在 JavaScript 和 Python 代碼之間相互使用，并且?guī)缀鯖]有性能損失。

譯自Python Meets JavaScript, Wasm With the Magic of PythonMonkey，作者 Darryl K Taft。

PythonMonkey是一款創(chuàng)新的JavaScript運(yùn)行時(shí)，它嵌入在Python中，彌合了世界上兩種最流行的編程語言之間的差距。

PythonMonkey 是一個(gè)運(yùn)行在 Python 中的 JavaScript 運(yùn)行時(shí)，它建立在Mozilla的SpiderMonkey引擎之上。開發(fā)人員可以將其用作 Python 庫，在 Python 中運(yùn)行 JavaScript 代碼。

Distributive是一家位于加拿大安大略省金斯頓的云計(jì)算初創(chuàng)公司，他們創(chuàng)建了 PythonMonkey，以便將他們的 JavaScriptNodeJSSDK 直接移植到 Python，而無需維護(hù)兩個(gè)項(xiàng)目，從而將代碼維護(hù)成本降低了一半。

“我們希望 PythonMonkey 能幫助彌合數(shù)百萬 npm 包和 Python 開發(fā)人員之間的差距，并有朝一日能夠獨(dú)立成為一個(gè) JavaScript 運(yùn)行時(shí)，與Node.js、Bun和Deno競爭，但它能夠從 JS 中使用‘任何’ Python 包，”Distributive 的軟件開發(fā)人員Will Pringle說。

事實(shí)上，PythonMonkey 使開發(fā)人員能夠輕松地在 JavaScript 和 Python 之間使用代碼，并且?guī)缀鯖]有性能損失，Pringle 在去年的一篇介紹該技術(shù)的博客文章中寫道——與此同時(shí)，Distributive 計(jì)劃在下個(gè)月發(fā)布 PythonMonkey 1.0。

WebAssembly API 和引擎

“例如，可以從 JavaScript 庫中調(diào)用 Python 包，例如NumPy，或者直接從 Python 中使用 NPM 包，例如crypto-js，“Pringle 寫道，“此外，使用 SpiderMonkey 中的 WebAssembly API 和引擎，在 Python 中執(zhí)行WebAssembly(Wasm) 模塊變得微不足道。”

是的，該庫利用了 SpiderMonkey 的功能，包括其 WebAssembly 引擎，允許 Python 在沙箱中從各種語言（如 C、C++、Rust等）運(yùn)行不受信任的 Wasm 代碼。

此外，開發(fā)人員可以使用 PythonMonkey 將用 Python 編寫的緩慢的“熱循環(huán)”重構(gòu)為在 JavaScript 中執(zhí)行，利用 SpiderMonkey 的即時(shí)編譯器來實(shí)現(xiàn)接近本機(jī)的速度，Pringle 寫道。

此外，PythonMonkey 還附帶 PMJS，這是一個(gè)類似于 Node.js 的 JavaScript 運(yùn)行時(shí)環(huán)境，它支持從 JavaScript 調(diào)用 Python 庫。

簡單代碼示例

在他的文章中，Pringle 提供了一些編碼指導(dǎo)，包括下面的“hello world”示例，它演示了從 JavaScript 生成的字符串被返回到 Python 上下文：

>>> import pythonmonkey as pm
>>> hello = pm.eval(” ‘Hello World’.toUpperCase(); “)
>>> print(hello)
‘HELLO WORLD’

下面的更復(fù)雜的示例演示了將 Python print 函數(shù)作為參數(shù)傳遞給 JavaScript 函數(shù)，然后從 Python 調(diào)用該 JavaScript 函數(shù)：

>>> import pythonmonkey as pm
>>> hello = pm.eval(“(func) => { func(‘Hello World!’)}”)
>>> hello(print)
Hello World!

此示例使用 pmjs 執(zhí)行一個(gè) JavaScript 文件，該文件使用 Python 的 print 函數(shù)（這可以通過 pmjs main.js 執(zhí)行）：

main.js

const pyPrint = python.eval(“print”);
pyPrint(“Hello, World!”); // 這將輸出“Hello, World!”

項(xiàng)目目標(biāo)

該項(xiàng)目的目標(biāo)包括：

• 快速且內(nèi)存高效。
• 使在 JS 或 Python 中編寫代碼成為開發(fā)人員的偏好。
• 從 Python 中使用 JavaScript 庫。
• 從 JavaScript 中使用 Python 庫。
• 相同的過程運(yùn)行 JavaScript 和 Python 虛擬機(jī)——沒有序列化、管道等。
• Python 列表和字典的行為與 JavaScript 數(shù)組和對(duì)象相同，反之亦然，完全適應(yīng)給定的上下文。

Distributive 的 CTOWes Garland創(chuàng)建了 PythonMonkey，旨在為公司開發(fā)人員簡化工作。Garland 在 2007 年左右創(chuàng)建了 Node.js 的前身gpsee——基于 Mozilla 的 SpiderMonkey 引擎，與 PythonMonkey 類似。

“我們?cè)?Distributive 擁有一個(gè)龐大而復(fù)雜的客戶端 SDK，名為 dcp-client，用 JavaScript 編寫，”Pringle 告訴 The New Stack?！捌渲邪罅窟壿嫞虼宋覀儾幌胗?Python 重寫它并維護(hù)兩個(gè)項(xiàng)目——實(shí)際上是將 SDK 的開發(fā)成本增加一倍。PythonMonkey 使我們能夠?qū)?JavaScript 庫中的所有底層邏輯移植到 Python，同時(shí)只維護(hù)一個(gè)代碼庫。”

Distributive 主要使用 JavaScript 進(jìn)行開發(fā)，因?yàn)楣拘枰?Web 堆棧中運(yùn)行。

“為了說明，我們正在構(gòu)建DCP (Distributive Compute Protocol)，這是一個(gè)計(jì)算市場，人們可以在其中從其他人的家用電腦租用 CPU/GPU 周期，”Pringle 說?！斑@個(gè)想法是，如果你有一臺(tái)閑置的電腦，你可以將其連接到我們的云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)并通過計(jì)算其他人的工作負(fù)載來賺錢。將你的電腦變成工作節(jié)點(diǎn)的程序是一個(gè) JavaScript 引擎，它可以執(zhí)行 JS 程序、WebAssembly 或任何可以編譯到 (或具有編譯到) WebAssembly 的編程語言。

“你也可以直接在瀏覽器中運(yùn)行它?？傊?，我們實(shí)現(xiàn)中有很多 JavaScript 代碼，但每個(gè)人都想用 Python 編寫這種代碼，因此 PythonMonkey 使 Python 開發(fā)人員能夠使用我們的產(chǎn)品 (DCP)——而無需我們重新編寫 SDK?！?/p>

Pringle 現(xiàn)在正在開發(fā) Distributive 的 Python SDK，該公司預(yù)計(jì)將在未來幾周內(nèi)發(fā)布它。

項(xiàng)目演變

自去年 7 月推出 PythonMonkey 以來，Distributive 對(duì)該技術(shù)進(jìn)行了大量改進(jìn)，包括：

Web 堆棧 API

• 從頭開始實(shí)現(xiàn)XMLHttpRequestAPI —— 使 socketio 等流行的 JavaScript 庫能夠使用標(biāo)準(zhǔn) JavaScript 網(wǎng)絡(luò) API 在 PythonMonkey 中運(yùn)行。
• 實(shí)現(xiàn)了一些計(jì)時(shí)器全局函數(shù)：setInterval/clearInterval、setImmediate/clearImmediate 和 setTimeout/clearTimeout，返回 Node.js 風(fēng)格的Timeout類，帶有.ref()和.unref()方法。
• 實(shí)現(xiàn)consoleAPI 中所有缺失的方法，現(xiàn)在console的行為與 Web 規(guī)范https://console.spec.whatwg.org/相同。
• atob、btoa函數(shù)。

跨語言強(qiáng)制轉(zhuǎn)換

• 用戶現(xiàn)在可以將任何任意 Python 對(duì)象包裝/代理到 JavaScript 中。
• 更好的跨語言迭代器支持。

異常處理

• 實(shí)現(xiàn)完整的跨語言堆棧跟蹤。
• 改進(jìn)了跨語言嵌套異常處理和 Promise 拒絕處理。
• uncaughtExceptionHandler

JavaScript 引擎更新

• 將 SpiderMonkey 更新到最新版本，因此用戶可以享受與最新 Firefox 相同的新的 JS + WASM 語言功能，并且性能更好。
• 貢獻(xiàn)了一個(gè)補(bǔ)丁到 SpiderMonkey，修復(fù)了一個(gè)錯(cuò)誤。

開發(fā)人員體驗(yàn)改進(jìn)

• 更好的開發(fā)人員體驗(yàn)，帶有嵌入式調(diào)試工具pmdb（受gdb啟發(fā)）和 WTFPythonMonkey（受wtfnode啟發(fā)）。
• 更好的 Python 類型提示和開發(fā)人員文檔。

模塊系統(tǒng)

PythonMonkey 的模塊系統(tǒng)允許輕松地將 JavaScript 庫移植到 Python，反之亦然。運(yùn)行時(shí)使開發(fā)人員“能夠輕松地將他們的 JavaScript 庫移植到 Python，而無需承擔(dān)用 Python 重寫庫并維護(hù)端口的昂貴負(fù)擔(dān)，”Pringle 寫道。

此外，“JavaScript 也非常適合高度異步的工作負(fù)載，而 Python 則不然，”Pringle 在他的帖子中解釋道?！霸?Distributive，我們打算使用這個(gè)庫來執(zhí)行我們復(fù)雜的dcp-client庫，該庫是用 JS 編寫的，并支持 Web 堆棧上的分布式計(jì)算?！?/p>

同時(shí)，Pringle 指出，PythonMonkey 旨在通過盡可能共享不可變的備份存儲(chǔ)來最大限度地減少內(nèi)存消耗和復(fù)制開銷。

PythonMonkey 路線圖

“PythonMonkey 的路線圖包括許多功能和改進(jìn)，以擴(kuò)展其可用性，例如使用 esm 語法在 JavaScript 中導(dǎo)入 Python 模塊，XMLHttpRequest，實(shí)現(xiàn)獨(dú)立的事件循環(huán)而不依賴 Python 的事件循環(huán)，以及對(duì) Node.js API 的支持，例如 fs、path、process，這將允許 Python 使用 NPM 包，例如express.js和socket.io，”Pringle 在去年發(fā)布時(shí)寫道。該公司已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了其中大部分。

路線圖中另一個(gè)提出的目標(biāo)是將 PMJS 擴(kuò)展為一個(gè)完全集成的 Node.js 環(huán)境，它可以作為 Node.js 的直接替代品，并且還能夠從 JavaScript 中使用 Python 包。

通過這些計(jì)劃的增強(qiáng)功能，PythonMonkey 和 PMJS 旨在為開發(fā)人員提供一個(gè)完全集成的 Python-JS 環(huán)境。

比相關(guān)項(xiàng)目更優(yōu)越？

同時(shí)，Pringle 將 PythonMonkey 與JS2PY、PyV8和Metacall等相關(guān)項(xiàng)目進(jìn)行了比較，強(qiáng)調(diào)了 PythonMonkey 在性能和功能方面的優(yōu)勢(shì)。

您可以在Google Colab上試用 PythonMonkey。