网络浏览器中运行Python脚本PyScript剖析

正文

使用PyScript编程

标准库导入

使用来自PyPI的库

本地导入

REPL 标签

与 JavaScript 事件监听器互动

正文

PyScript可以让你在浏览器中直接运行Python脚本，与JavaScript并排，在你的代码和网页之间进行双向互动。

由Anaconda创建的PyScript是一项实验性的但很有前途的新技术，它使Python运行时在支持WebAssembly的浏览器中作为一种脚本语言使用。

每个现代常用的浏览器现在都支持WebAssembly，这是许多语言（如C、C++和Rust）可以编译的高速运行时标准。Python的参考实现是用C语言编写的，一个早期项目Pyodide提供了Python运行时的WebAssembly移植。

也在InfoWorld上：WebAssembly的崛起

不过，PyScript的目标是提供一个完整的浏览器环境，将Python作为一种网络脚本语言运行。它建立在Pyodide之上，但增加或加强了一些功能，如从标准库中导入模块、使用第三方导入、配置与文档对象模型（DOM）的双向交互，以及做许多其他在Python和JavaScript世界中有用的事情。

现在，PyScript仍然是一个原型和实验性项目。Anaconda 并不推荐在生产中使用它。但好奇的用户可以在PyScript网站上尝试一些例子，并使用可用的组件在浏览器中构建实验性的Python+JavaScript应用程序。

在这篇文章中，我们将参观一下PyScript的基础知识，看看它是如何让Python和JavaScript进行交互的。

使用PyScript编程

PyScript的核心是一个单一的JavaScript include，你可以将其添加到网页中。这个 include 加载了基本的 PyScript 运行时间，并自动添加了对 PyScript 中使用的自定义标签的支持。

下面是一个PyScript的 "hello, world "项目的简单例子。

<!DOCTYPE html>
<html>
    <head>
        <link rel="stylesheet" href="https://pyscript.net/alpha/pyscript.css" rel="external nofollow"  rel="external nofollow"  />
        <script defer src="https://pyscript.net/unstable/pyscript.js"></script>
    </head>
    <body>
<py-script output="out">
print("Hello world")
</py-script>
<div id="out"></div>
    </body>
</html>

head 文档中的script 标签加载了PyScript的核心功能。pyscript.css 样式表是可选的，但很有用。在其他方面，它在页面加载时向用户插入了关于页面正在做什么的通知--加载Python运行时，初始化，等等。

Python代码被包含在自定义的py-script 标签中。请注意，代码应该按照Python的缩进惯例进行格式化，否则将无法正常运行。如果你使用的编辑器能自动重新格式化HTML，请注意这一点；它可能会弄乱py-script 块的内容，使其无法运行。

一旦PyScript组件加载完毕，任何Python代码都会被评估。如果标签中的脚本写到stdout (如print) 语句中，你可以通过提供一个output 属性来指示在页面的什么地方显示输出。在这个例子中，脚本的stdout 被引导到ID为"out" 的div 。

如果你把它保存到一个文件中，并在网络浏览器中打开它，你会首先看到一个 "加载 "指示器和一个暂停，因为浏览器获得了PyScript的运行时间并将其设置好。该运行时在未来的加载中应保持缓存，但仍需要一些时间来激活。之后，Hello world 应该出现在页面上。

标准库导入

仅仅使用Python的内建程序的脚本只有一点用处。Python 的标准库在 PyScript 中可用，就像你在常规 Python 中使用它一样：只需import 并开始工作。标准库的导入在PyScript中应该只是工作。

如果你想修改上面的脚本块来显示当前的时间，你不需要用与传统Python不同的方法。

import datetime
print ("Current date and time:",    datetime.datetime.now().strftime("%Y/%m/%d %H:%M:%S"))

使用来自PyPI的库

如果我们想从PyPI中安装一个包并使用它呢？PyScript 有另一个标签，py-env ，它指定了需要安装的第三方软件包。让我们用这两个块来替换原始脚本中的py-script 块。

<py-env>
- humanize
</py-env>
<py-script output="out">
from datetime import datetime
import humanize
now_int = int(datetime.timestamp(datetime.now()))
now_fmt = humanize.intcomma(now_int)
print("It has been", now_fmt, "seconds since the epoch.")
</py-script>

py-env 块让我们列出要添加的软件包，就像我们在 Python 项目的requirements.txt 文件中列出它们一样。然后我们可以像对待其他 Python 软件包一样导入和使用它们。在这个例子中，我们使用了一个名为humanize 的第三方软件包，以使数字输出更容易阅读。

注意，并不是所有来自PyPI的包都能按预期安装和运行。例如，requests 需要访问尚不支持的网络组件。(这个问题的一个可能的解决方法是使用pyodide.http.pyfetch ，它被原生支持)。但是纯 Python 包，如humanize ，应该运行良好。Anaconda 提供的例子中使用的包，如numpy,pandas,bokeh, 或matplotlib ，也可以运行。

本地导入

对于另一种常见的情况，假设你想从与你的网页在同一目录树下的其它 Python 脚本中导入。使用导入可以更容易地将更多的 Python 逻辑从网页本身移出，在那里它和你的演示文稿混在一起，可能会变得难以处理。

通常，Python 使用文件系统中其他.py 文件的存在作为它可以导入的指示。PyScript 不能以这种方式工作，所以你需要指定哪些文件可以作为可导入模块。

比方说，你有一个名为index.html 的网页，在你的 web 服务器的某个目录下，你想在它旁边放置一个名为main.py 的 Python 文件。这样，你的页内脚本就可以只是import main ，而你可以把大部分的 Python 逻辑限制在实际的.py 文件中。

在你的py-env 块中指定你想导入的 Python 文件。

- paths:`` - ./main.py

这将允许main.py ，在与网页本身相同的 web 服务器目录下，可以与import main 一起导入。

要记住一件重要的事情。你不能对你在浏览器中本地启动的网页进行这样的导入。这是由于WebAssembly运行时和浏览器本身对文件系统访问的限制造成的。相反，你需要在网络服务器上托管这些网页，以提供网页和.py 文件。

[也在InfoWorld上：在2022年编写现代Python的4个关键]

REPL 标签

Python用户应该熟悉Jupyter Notebook，它是Python的浏览器内实时编码环境，通常用于数学和统计学。PyScript为这样的环境提供了一个原始的构建模块，即py-repl 标签。

py-repl 在网页上生成一个输入字段，其功能就像一个非常基本的Jupyter笔记本环境。下面是一个来自Anaconda自己演示的例子。

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
  <head>
    <link rel="stylesheet" href="https://pyscript.net/alpha/pyscript.css" rel="external nofollow"  rel="external nofollow"  />
    <script defer src="https://pyscript.net/alpha/pyscript.js"></script>
  </head>
  <body>
    <h1><b>pyscript REPL</b></h1>
    Tip: press Shift-ENTER to evaluate a cell
    <div>
      <py-repl id="my-repl" auto-generate="true"> </py-repl>
    </div>
  </body>
</html>

运行这段代码，你会看到一个输入字段，它的工作原理类似于Python的REPL。

目前，REPL标签很少有记录的自定义方式。例如，如果你想以编程方式访问一个单元格的内容或其结果，没有明确的文档说明如何做到这一点。

IDG

PyScript的类似Jupyter的REPL组件可以让你在页面中交互式地运行Python，尽管它还不是很灵活或可配置。

与 JavaScript 事件监听器互动

因为 PyScript 是基于pyodide 的，所以它使用pyodide 的机制来与 DOM 交互。例如，如果我们想获得一个网页上的输入框的值并在我们的Python代码中使用它，我们会这样做。

<input id="txt">
<py-script>
from js import document, console
from pyodide import create_proxy
def _eventlog(e):
    console.log(f"Input value: {e.target.value}")
eventlog = create_proxy(_eventlog)
document.getElementById("txt").addEventListener("input", eventlog)
</py-script>

js 库为许多常见的 JavaScript 实体提供了一个 Python 接口，比如document 和console 对象。它们在PyScript中的行为与在JavaScript中的行为几乎完全相同。pyodide 中的create_proxy 函数可以让我们取一个 Python 函数对象并为它生成一个 JavaScript 接口，因此它可以被用作input 框的事件监听器。input 框中的任何按键都会被记录到控制台，但它们也可以在Python端被处理。

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