解惑rJava R与Java的高速通道

R的极客理想系列文章,涵盖了R的思想,使用,工具,创新等的一系列要点,以我个人的学习和体验去诠释R的强大。

R语言作为统计学一门语言,一直在小众领域闪耀着光芒。直到大数据的爆发,R语言变成了一门炙手可热的数据分析的利器。随着越来越多的工程背景的人的加入,R语言的社区在迅速扩大成长。现在已不仅仅是统计领域,教育,银行,电商,互联网….都在使用R语言。

要成为有理想的极客,我们不能停留在语法上,要掌握牢固的数学,概率,统计知识,同时还要有创新精神,把R语言发挥到各个领域。让我们一起动起来吧,开始R的极客理想。

关于作者:

  • 张丹(Conan), 程序员Java,R,PHP,Javascript
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rjava

前言
Java语言在工业界长期处于霸主地位,Java语法、JVM、JDK、Java开源库,在近10年得到了爆发式的发展,几乎覆盖了应用开发的所有领域。伴随着Java的全领域发展,问题也随之而来了。语法越来越复杂,近似的项目越来越多,学好Java变得很难。对于没有IT背景的统计人员,学用Java更是难于上青天。

R一直是统计圈内处于佼佼者的语言,语法简单,学习曲线不太长也不太陡。如果能结合Java的通用性和R的专业性,碰撞出的火花,将会缤纷绚烂。

本文将介绍R与Java连接的高速通道,rJava通信方案。另外一篇文章介绍的Rserve通信方案,请参考: Rserve与Java的跨平台通信

目录

  1. rJava介绍
  2. rJava安装
  3. rJava实现R调用Java
  4. rJava(JRI)实现Java调用R (win7)
  5. rJava(JRI)实现Java调用R (Ubuntu)

1. rJava介绍

rJava是一个R语言和Java语言的通信接口,通过底层JNI实现调用,允许在R中直接调用Java的对象和方法。

rJava还提供了Java调用R的功能,是通过JRI(Java/R Interface)实现的。JRI现在已经被嵌入到rJava的包中,我们也可以单独试用这个功能。现在rJava包,已经成为很多基于Java开发R包的基础功能组件。

正式由于rJava是底层接口,并使用JNI作为接口调用,所以效率非常高。在JRI的方案中,JVM直接通过内存直接加载RVM,调用过程性能几乎无损耗,因此是非常高效连接通道,是R和Java通信的首选开发包。

2. rJava安装

系统环境:

  • Linux Ubuntu 12.04.2 LTS 64bit server
  • R version 3.0.1 64bit
  • Java (Oracle SUN) 1.6.0_29 64bit Server VM

~ uname -a
Linux conan 3.5.0-23-generic #35~precise1-Ubuntu SMP Fri Jan 25 17:13:26 UTC 2013 x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linux

~ cat /etc/issue
Ubuntu 12.04.2 LTS \n \l

~ R --version
R version 3.0.1 (2013-05-16) -- "Good Sport"
Copyright (C) 2013 The R Foundation for Statistical Computing
Platform: x86_64-pc-linux-gnu (64-bit)

R is free software and comes with ABSOLUTELY NO WARRANTY.
You are welcome to redistribute it under the terms of the
GNU General Public License versions 2 or 3.
For more information about these matters see
http://www.gnu.org/licenses/.

~ java -version
java version "1.6.0_29"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.6.0_29-b11)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 20.4-b02, mixed mode)

rJava安装


#配置rJava环境
~ sudo R CMD javareconf

#启动R
~ sudo R
> install.packages("rJava")
installing via 'install.libs.R' to /usr/local/lib/R/site-library/rJava
** R
** inst
** preparing package for lazy loading
** help
*** installing help indices
** building package indices
** testing if installed package can be loaded
* DONE (rJava)

The downloaded source packages are in
        ‘/tmp/RtmpiZyCE7/downloaded_packages’

3. rJava实现R调用Java

在R环境中,使用rJava包编程


#加载rJava包
> library(rJava)
> search()
 [1] ".GlobalEnv"        "package:rJava"     "package:stats"
 [4] "package:graphics"  "package:grDevices" "package:utils"
 [7] "package:datasets"  "package:methods"   "Autoloads"
[10] "package:base"

#启动JVM
> .jinit()

#声明并赋值到字符串
> s <- .jnew("java/lang/String", "Hello World!")
> s
[1] "Java-Object{Hello World!}"

#查看字符串长度
> .jcall(s,"I","length")
[1] 12

#索引World的位置
> .jcall(s,"I","indexOf","World")
[1] 6

#查看concat的方法声明
> .jmethods(s,"concat")
[1] "public java.lang.String java.lang.String.concat(java.lang.String)"

#使用concat方法连接字符串
> .jcall(s,"Ljava/lang/String;","concat",s)
[1] "Hello World!Hello World!"

#打印字符串对象
> print(s)
[1] "Java-Object{Hello World!}"

#打印字符串值
> .jstrVal(s)
[1] "Hello World!"

rJava优化过的方法调用,用$来调用方法


#同.jcall(s,"I","length")
> s$length()
[1] 12

#同.jcall(s,"I","indexOf","World")
> s$indexOf("World")
[1] 6

4. rJava(JRI)实现Java调用R (win7)

在win7中安装rJava

系统环境:

  • win7 64bit 旗舰版
  • R 3.0.1
  • Java 1.6.0_45

设置环境变量


PATH: C:\Program Files\R\R-3.0.1\bin\x64;D:\toolkit\java\jdk6\bin;;D:\toolkit\java\jdk6\jre\bin\server
JAVA_HOME: D:\toolkit\java\jdk6
CLASSPATH: C:\Program Files\R\R-3.0.1\library\rJava\jri

在R中安装rJava


> install.packages("rJava")

#加载rJava
> library(rJava)
> .jinit()

#R调用Java变量测试
> s <- .jnew("java/lang/String", "Hello World!")
> s
[1] "Java-Object{Hello World!}"

启动Eclipse编写程序
rjava2


package org.conan.r.rjava;

import org.rosuda.JRI.Rengine;

public class DemoRJava {

    public static void main(String[] args) {
        DemoRJava demo = new DemoRJava();
        demo.callRJava();
    }

    public void callRJava() {
        Rengine re = new Rengine(new String[] { "--vanilla" }, false, null);
        if (!re.waitForR()) {
            System.out.println("Cannot load R");
            return;
        }
        
        //打印变量
        String version = re.eval("R.version.string").asString();
        System.out.println(version);

        //循环打印数组
        double[] arr = re.eval("rnorm(10)").asDoubleArray();
        for (double a : arr) {
            System.out.print(a + ",");
        }
        re.end();
    }
}

在Eclipse启动设置VM参数:

-Djava.library.path="C:\Program Files\R\R-3.0.1\library\rJava\jri\x64"

rjava

运行结果:


R version 3.0.1 (2013-05-16)
0.04051018703700011,-0.3321596519938258,0.45642459001166913,-1.1907153494936031,1.5872266854172385,1.3639721994863943,-0.6309712627586983,-1.5226698569087498,-1.0416402147174952,0.4864034017637044,

打包DemoRJava.jar
在Eclipse中完成打包,上传到linux环境,继续测试。

5. rJava(JRI)实现Java调用R (Ubuntu)

新建目录DemoRJava,上传DemoRJava.jar到DemoRJava


~ mkdir /home/conan/R/DemoRJava
~ cd /home/conan/R/DemoRJava
~ ls -l
-rw-r--r-- 1 conan conan 1328 Aug  8  2013 DemoRJava.jar

运行Jar包


~ export R_HOME=/usr/lib/R
~ java -Djava.library.path=/usr/local/lib/R/site-library/rJava/jri -cp /usr/local/lib/R/site-library/rJava/jri/JRI.jar:/home/conan/R/DemoRJava/DemoRJava.jar org.conan.r.rjava.DemoRJava

运行结果


R version 3.0.1 (2013-05-16)
0.6374494596732511,1.3413824702002808,0.04573045670001342,-0.6885617932810327,0.14970067632722675,-0.3989493870007832,-0.6148250252955993,0.40132038323714453,-0.5385260423222166,0.3459850956295771,

我们完成了,R和Java的互调。包括了R通过rJava调用Java,Java通过JRI调用R。并演示了win和linux中的使用方法。

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