Соединяем Python и Electron/Node.js в приложении для десктопа

Крути в низ

//Соединяем Python и Electron/Node.js в приложении для десктопа

02.10.2020Category : Proglib.io

На простых примерах рассказываем о возможном способе интеграции Python с Node.js и Electron в современное приложение. Обсудить

Перевод публикуется с сокращениями, автор оригинала Ahmed Bouchefra.

Что понадобится ***

Это руководство предназначено для разработчиков на Python, которые хотят создавать настольные приложения с графическим интерфейсом. Мы представим Electron – отличный инструмент, использующий современные веб-технологии: HTML, CSS, JavaScript и связанные с ними фреймворки. Мы также расскажем о различных способах подключения Python и Electron, например, child_process, python-shell и сервер HTTP (Flask).

Вам понадобится:

знание Python;
умение работать с JS, HTML и CSS;
навыки установки и использования пакетов Node.js из npm.

Примечание Если вы не знакомы с Node.js, прочитайте наше руководство для начинающих. Шаг 1. Настраиваем среду разработки

В этом разделе мы настроим среду разработки для запуска примеров.

Установка Node.js и npm

Существуют различные способы для установки данных инструментов:

установочный файл для вашей операционной системы;
менеджер пакетов;
менеджер NVM (Node Version Manager) для установки и управления версиями Node.js.

Самое простое – зайти на официальный сайт и загрузить установочный файл, а затем выполнить инструкции по установке Node.js и npm в вашей ОС.

Настройка Electron

Разработка на Electron – это, как ни странно, разработка на Node.js. Поскольку Node.js уже должен быть установлен в предыдущем пункте, переходите к настройке, иначе почитайте в официальном хелпе о начальной настройке для разных ОС.

Из директории проекта запустите команду:

         npm install --save-dev electron

Процесс установки содержит различные вариации – изучите их в специальном разделе.

Настройка виртуальной среды Python

Чтобы проверить, что в вашей системе установлен Python 3, откройте терминал и выполните следующую команду:

         $ python --version  Python 3.7.0

А теперь давайте создадим виртуальную среду.

Создание виртуальной среды

Виртуальная среда позволяет создать окружение для изоляции зависимостей текущего проекта. Это позволит вам избежать конфликтов между пакетами разных версий. В Python 3 для этих целей можно использовать модуль venv. Перейдите в терминал и выполните следующую команду:

         $ python -m venv env

Далее необходимо активировать среду с помощью следующей команды:

         $ source env/bin/activate

В Windows виртуальную среду можно активировать с помощью сценария Scriptsactivate.bat:

         $ envScriptsactivate.bat

Все готово и можно устанавливать пакеты.

Шаг 2. Создаём Node.js-приложение

Начнём с создания папки для проекта и файла package.json внутри нее с помощью следующих команд:

         $ mkdir python-nodejs-example $ cd python-nodejs-example $ npm init -y

Команда init сгенерирует файл package.json со следующим содержанием:

         {   "name": "python-nodejs-example",   "version": "1.0.0",   "description": "",   "main": "index.js",   "scripts": {     "test": "echo "Error: no test specified" && exit 1"   },   "keywords": [],   "author": "",   "license": "ISC" }

Вы можете вручную настроить значения в этом файле на свое усмотрение. Далее создайте внутри рабочей директории два файла: index.html и index.js:

         $ touch index.js  $ touch index.html

Связываем Electron и Python

Каким-то образом нам понадобится связать между собой Electron и Python.

В компьютерных науках inter-process communication или interprocess communication (IPC) относится к механизмам, которые предоставляет ОС, чтобы позволить процессам управлять общими данными. Как правило, приложения могут использовать IPC, классифицированные как клиенты и серверы, где клиент запрашивает данные, а сервер отвечает на запросы.

IPC относится к набору механизмов, поддерживаемых ОС, которые позволяют различным локальным или удаленным процессам взаимодействовать друг с другом. Например, в нашем случае мы хотим разрешить связь между процессами Electron и Python.

Рассмотрим, как этого достичь.

Создание процесса Python с помощью child_process

Node.js предоставляет модуль child_process, позволяющий создавать дочерние процессы.

Давайте используем его, чтобы породить процесс Python и запустить простой скрипт calc.py. Мы будем использовать simplecalculator для выполнения простых вычислений в Python, поэтому, сначала запустим следующую команду для его установки:

         sudo pip install simplecalculator

Внутри папки проекта создайте папку py, а внутри создайте файл calc.py:

         $ mkdir py & cd py  $ touch calc.py

Откройте calc.py и добавьте следующий код, который выполняет вычисление и выводит результат в стандартный вывод:

         from sys import argv from calculator.simple import SimpleCalculator  def calc(text): 	 	try: 		c = SimpleCalculator() 		c.run(text) 		return c.log[-1] 	except Exception as e: 		print(e) 		return 0.0  if __name__ == '__main__':     print(calc(argv[1]))

Затем создайте renderer.js и добавьте туда следующий код для создания процесса Python и выполнения скрипта py/calc.py:

         function sendToPython() {   var python = require('child_process').spawn('python', ['./py/calc.py', input.value]);   python.stdout.on('data', function (data) {     console.log("Python response: ", data.toString('utf8'));     result.textContent = data.toString('utf8');   });    python.stderr.on('data', (data) => {     console.error(`stderr: ${data}`);   });    python.on('close', (code) => {     console.log(`child process exited with code ${code}`);   });  }  btn.addEventListener('click', () => {   sendToPython(); });  btn.dispatchEvent(new Event('click'));

Затем откройте index.html и обновите его следующим образом:

         <!DOCTYPE html> <html> <head>     <meta charset="UTF-8">     <title>Calling Python from Electron!</title> </head>  <body>     <h1>Simple Python Calculator!</h1>     <p>Input something like <code>1 + 1</code>.</p>     <input id="input" value="1 + 1"></input>     <input id="btn" type="button" value="Send to Python!"></input>     </br>     Got <span id="result"></span>          <script src="./renderer.js"></script>  </body> </html>

Использование python-shell

Теперь посмотрим, как использовать python-shell.

Python-shell – это npm-пакет, обеспечивающий простой способ запуска скриптов Python из Node.js с межпроцессным взаимодействием и обработкой ошибок.

Вы можете также использовать python-shell для:

порождения скриптов Python;
переключения между текстовым, JSON и двоичным режимами;
выполнения передачи данных через потоки stdin и stdout;
получения трассировок стека в случае возникновения ошибок.

Перейдите в терминал и выполните следующую команду для установки python-shell:

         $ npm install --save python-shell

Затем откройте renderer.js и перепишите функцию sendToPython() следующим образом:

         function sendToPython() {   var { PythonShell } = require('python-shell');    let options = {     mode: 'text',     args: [input.value]   };    PythonShell.run('./py/calc.py', options, function (err, results) {     if (err) throw err;     // результаты - это массив, состоящий из сообщений, собранных во время выполнения     console.log('results: ', results);     result.textContent = results[0];   });  }

Использование связи клиент-сервер

Теперь рассмотрим другой способ создания связи между Python и Electron с помощью сервера HTTP.

В терминале выполните следующую команду для установки Flask и Flask-Cors:

         $ pip install flask  $ pip install Flask-Cors

Затем в папке py вашего проекта создайте файл server.py и добавьте следующий код для запуска сервера Flask, который выполняет вычисление и возвращает результат в виде HTTP-ответа:

         import sys from flask import Flask from flask_cors import cross_origin from calculator.simple import SimpleCalculator  def calcOp(text): 	 	try: 		c = SimpleCalculator() 		c.run(text) 		return c.log[-1] 	except Exception as e: 		print(e) 		return 0.0  app = Flask(__name__)  @app.route("/<input>") @cross_origin() def calc(input):         return calcOp(input)  if __name__ == "__main__":     app.run(host='127.0.0.1', port=5001)  let input = document.querySelector('#input') let result = document.querySelector('#result') let btn = document.querySelector('#btn')  function sendToPython() {   var { PythonShell } = require('python-shell');    let options = {     mode: 'text'   };      PythonShell.run('./py/server.py', options, function (err, results) {     if (err) throw err;     // результаты - это массив, состоящий из сообщений, собранных во время выполнения     console.log('response: ', results);    }); }  function onclick(){    fetch(`http://127.0.0.1:5001/${input.value}`).then((data)=>{             return data.text();          }).then((text)=>{     console.log("data: ", text);     result.textContent = text;   }).catch(e=>{     console.log(e);   })  } sendToPython();  btn.addEventListener('click', () => {   onclick(); });  btn.dispatchEvent(new Event('click'))

Резюме

В этом руководстве мы представили Electron для Python-разработчиков, который может быть отличным и простым инструментом для создания GUI с помощью современных веб-технологий, основанных на HTML, CSS и JavaScript. На понятном примере с калькулятором были рассмотрены различные способы подключения Python и Electron: child_process, python-shell и сервер HTTP (Flask).

4 views
0 Comment