PyO3 主要用于创建原生 Python 的扩展模块。PyO3 还支持从 Rust 二进制文件运行 Python 代码并与之交互,可以实现 rust 与 Python 代码共存。在一些对性能要求较高的模块上,可以考虑使用 PyO3 构建对应的功能模块。PyO3 的功能分离,不用过多担心模块之间的耦合性,并且在速度上能有一定的提升。

github地址: https://github.com/PyO3/pyo3

版本规定如下:

  • Python 3.6+

  • Rust 1.41+

接下来我们通过一个小的 demo 了解一下从 PyO3 编译模块到 Python 中正常使用的整个流程。

cargo new --lib string-sum

创建项目

# lib.rs
[package]
name = "string-sum"
version = "0.1.0"
edition = "2018" [lib]
name = "string_sum"
# "cdylib" is necessary to produce a shared library for Python to import from.
#
# Downstream Rust code (including code in `bin/`, `examples/`, and `tests/`) will not be able
# to `use string_sum;` unless the "rlib" or "lib" crate type is also included, e.g.:
# crate-type = ["cdylib", "rlib"]
crate-type = ["cdylib"] [dependencies.pyo3]
version = "0.14.1"
features = ["extension-module"] // 扩展模块,像其他的还有auto-initialize
// src/lib.rs
use std::usize; use pyo3::prelude::*; // like this
// def sum_as_string(a:str, b:str) -> str:
// return a+b
#[pyfunction]
fn sum_as_string(a: usize, b: usize) -> PyResult<String>{
Ok((a+b).to_string())
} // Mount method to module
#[pymodule]
fn string_sum(py: Python, m: &PyModule) -> PyResult<()>{
m.add_function(wrap_pyfunction!(sum_as_string, m)?)?;
Ok(())
}

编译与使用

编译完成之后,我们会在 target 文件夹下面发现一个 wheel 文件。文件名组合为 “模块名 + 当前 Python 版本+当前系统型号”,比如:string_sum-0.1.0-cp39-cp39-macosx_10_7_x86_64.whl


pip3 install ./target/wheel/string_sum-0.1.0-cp39-cp39-macosx_10_7_x86_64.whl

创建 python 文件:

# example.py
from string_sum import sum_as_string
print(sum_as_string(1,2))
# echo 3

编译工具的选择和使用

官方提供了两种编译工具的选择:

  • rust 写的 maturin

  • 传统的setup.py的方式

使用 maturin 编译

# 安装
pip3 install maturin
# 编译
maturin build
# maturin publish 发布
# 虚拟环境中使用 会自动去寻找/target/wheel/ 下的 *.wheel文件然后安装
virtualenv venv
source ./venv/bin/activate
maturin develop

使用 setup.py 编译

# 安装
pip3 install setuptools-rust

编写 setup.py 文件:

# setup.py

from setuptools import setup
from setuptools_rust import Binding, RustExtension setup(
# 包名称
name="string_sum",
# 包版本
version="0.1",
# rust扩展 其中"string_sum.string_sum"中
# 第一个string_sum 指的是当前的包
# 第二个指的是
# #[pymodule]
# fn string_sum(py: Python, m: &PyModule) -> PyResult<()>{
# m.add_function(wrap_pyfunction!(sum_as_string, m)?)?;
# Ok(())
# }
# 中的string_sum
rust_extensions=[
RustExtension(
"string_sum.string_sum",
binding=Binding.PyO3,
debug=False
)
],
# 需要创建一个文件夹 string_sum
packages=["string_sum"],
# rust extensions are not zip safe, just like C-extensions.
zip_safe=False,
# 标注
classifiers=[
"License :: OSI Approved :: MIT License",
"Development Status :: 3 - Alpha",
"Intended Audience :: Developers",
"Programming Language :: Python",
"Programming Language :: Rust",
"Operating System :: POSIX",
"Operating System :: MacOS :: MacOS X",
],
include_package_data=True
)
# 打包
mkdir string_sum
touch string_sum/__init__.py
virtualenv venv && source venv/bin/activate
pip setup.py build && pip setup.py install && pip setup.py develop

会引用本地的文件:

docker 中的应用

同样的,如果创建的 App 本身是在 docker 内部运行的。那么第一步我们需要安装 rust 的环境 dockerfile。具体如下:

#!/bin/bash
curl https://sh.rustup.rs -sSf | bash -s -- -y
source $HOME/.cargo/env
rustc --version
python setup.py install
# ddockerfile
FROM python:3.7
WORKDIR /app
ADD . /app
RUN pip install --upgrade pip \
&& pip install -r requirements.txt
RUN ./init.sh
CMD [python, xx.py]
# requirements.txt
semantic-version==2.8.5
setuptools-rust==0.12.1
toml==0.10.2
# rust国内镜像源 config
# /root/.cargo/config
[source.crates-io]
registry = "https://github.com/rust-lang/crates.io-index"
replace-with = 'ustc'
[source.ustc]
registry = "git://mirrors.ustc.edu.cn/crates.io-index"
[term]
verbose = true
color = 'auto'

具体目录如下:

-rw-r--r-- Cargo.lock
-rw-r--r-- Cargo.toml
-rw-r--r-- config # 配置文件
-rw-r--r-- Dockerfile
-rwxrwxrwx init.sh # 初始化rust环境脚本
-rw-r--r-- requirements.txt
-rw-r--r-- setup.py # 打包脚本
drwxr-xr-x src # rust项目
drwxr-xr-x string_sum
-rw-r--r-- xx.py # 可行性测试文件

用 PyO3 写一个 Python 的rsa加解密包

看过之前的文章的小伙伴《灵魂画手:漫画图解 SSH》 ,应该对 rsa 的整个加解密流程有所了解啦。那我们不妨用 PyO3 来构建一个 Python 的 rsa 加解密包。使用场景如下:

客户端本地生成公私钥,通过前期认证过程,将公钥发送给服务端保存,后期通信过程中,客户端主动发送消息给服务端,客户端通过私钥对信息加密,服务端通过对应的公钥进行解密。

github 地址: https://github.com/hzjsea/pyo3-crypto

后续又扩展了一些内容,比如 MD5 加密,签名等等。

# 自动化脚本
#!/bin/bash echo "init......" # set python version
# INSTALL_PYTHON_VERSION=python3.6 find_python() {
set +e
unset BEST_VERSION
for V in 37 3.7 38 3.8 39 3.9 3; do
if which python$V >/dev/null; then
if [ "$BEST_VERSION" = "" ]; then
BEST_VERSION=$V
fi
fi
done
echo $BEST_VERSION
set -e
} if [ "$INSTALL_PYTHON_VERSION" = "" ]; then
INSTALL_PYTHON_VERSION=$(find_python)
fi # This fancy syntax sets INSTALL_PYTHON_PATH to "python3.7", unless
# INSTALL_PYTHON_VERSION is defined.
# If INSTALL_PYTHON_VERSION equals 3.8, then INSTALL_PYTHON_PATH becomes python3.8
# 找不到就python3.7
INSTALL_PYTHON_PATH=python${INSTALL_PYTHON_VERSION:-3.7}
echo $INSTALL_PYTHON_PATH echo "Python version is $INSTALL_PYTHON_VERSION"
$INSTALL_PYTHON_PATH -m venv venv
if [ ! -f "activate" ]; then
ln -s venv/bin/activate .
fi . ./activate python -m pip install --upgrade pip
python -m pip install wheel
python -m pip install -r ./requirements.txt
maturin build
maturin develop current_shell=$(echo $SHELL)
if current_shell=/bin/bash; then
echo "PASS: source /venv/bin/activate >> ~/.bashrc"
elif current_shell=/bin/zsh;then
echo "PASS: source /venv/bin/activate >> ~/.zshrc"
fi
//  src/lib.rs 文件
use std::u32;
use pyo3::prelude::*;
use openssl::rsa::{Padding,Rsa}; const SECRET: &'static str = "CHFfxQA3tqEZgKusgwZjmI5lFsoZxXGXnQLA97oYga2M33sLwREZyy1mWCM8GIIA"; mod crypto_utils {
use hmac::{Hmac, Mac, NewMac};
use sha2::Sha256;
use std::fmt::Write; type Hmacsha256 = Hmac<Sha256>;
fn encode_hex(bytes: &[u8]) -> String {
let mut s = String::with_capacity(bytes.len() * 2);
for &b in bytes {
match write!(&mut s, "{:02x}", b) {
Ok(_) => {},
Err(_) => {}
};
}
s
} pub fn hash_hmac(secret: &str, msg: &str) -> String {
let mut mac = Hmacsha256::new_from_slice(secret.as_bytes()).expect("HMAC can take key of any size");
mac.update(msg.as_bytes());
let result = mac.finalize();
let code_bytes = result.into_bytes();
encode_hex(&code_bytes)
} } // create public/private key create_key(1024)
fn create_key(len:u32) -> (String,String){
let rsa = openssl::rsa::Rsa::generate(len).unwrap();
let pubkey = String::from_utf8(rsa.public_key_to_pem().unwrap()).unwrap();
let prikey = String::from_utf8(rsa.private_key_to_pem().unwrap()).unwrap(); (pubkey, prikey)
} #[pyclass]
struct Crypto {
// #[pyo3(get, set)]
// pubkey: String,
// #[pyo3(get,set)]
// prikey: String,
pub_key: Rsa<openssl::pkey::Public>,
pri_key: Rsa<openssl::pkey::Private>
} #[pyfunction]
fn generate_key(len:u32) -> (String, String){
create_key(len)
} #[pymethods]
impl Crypto {
#[new]
pub fn __new__(pubkey: &str,prikey: &str) -> Self {
Crypto {
// pubkey: pubkey.to_owned(),
// prikey: prikey.to_owned(),
pub_key: Rsa::public_key_from_pem(pubkey.as_bytes()).unwrap(),
pri_key: Rsa::private_key_from_pem(prikey.as_bytes()).unwrap(),
}
} // public decrypt
pub fn public_decrypt(&self, msg:&str) -> String {
let mut out: [u8; 4096] = [0;4096];
let decoded = openssl::base64::decode_block(msg).unwrap();
if let Ok(size) = self.pub_key.public_decrypt(&decoded, &mut out, Padding::PKCS1) {
let real_size = if size > 4096 {4096} else {size};
// openssl::base64::encode_block(&out[..real_size])
String::from_utf8(out[..real_size].to_vec()).unwrap()
} else {
String::default()
}
} // public encrypt
pub fn public_encrypt(&self, msg:&str) -> String {
let mut out: [u8; 4096] = [0;4096];
if let Ok(size) = self.pub_key.public_encrypt(msg.as_bytes(), &mut out, Padding::PKCS1) {
let real_size = if size > 4096 {4096}else{size};
openssl::base64::encode_block(&out[..real_size])
} else {
String::default()
}
} // private encrypt
pub fn private_encrypt(&self, msg:&str) -> String{
let mut out: [u8; 4096] = [0;4096];
if let Ok(size) = self.pri_key.private_encrypt(msg.as_bytes(), &mut out, Padding::PKCS1) {
let real_size = if size > 4096 {4096}else{size};
openssl::base64::encode_block(&out[..real_size])
} else {
String::default()
}
} // private decrypt
pub fn private_decrypt(&self, msg: &str) -> String{
let mut out: [u8; 4096] = [0;4096];
let decoded = openssl::base64::decode_block(msg).unwrap();
if let Ok(size) = self.pri_key.private_decrypt(&decoded, &mut out, Padding::PKCS1) {
let real_size = if size > 4096 {4096} else {size};
// openssl::base64::encode_block(&out[..real_size])
String::from_utf8(out[..real_size].to_vec()).unwrap()
} else {
String::default()
}
} // sign
pub fn sign(&self, msg: &str) ->String {
crypto_utils::hash_hmac(SECRET, msg)
}
} #[pymodule]
fn yacrypto(_py: Python, m: &PyModule) -> PyResult<()> {
m.add_class::<Crypto>()?;
m.add_function(wrap_pyfunction!(generate_key, m)?).unwrap();
Ok(())
} #[cfg(test)]
mod tests {
use base64;
#[test]
fn works(){ // create rsa
let rsa = openssl::rsa::Rsa::generate(1024).unwrap();
// create public key
let public_key = rsa.public_key_to_pem().unwrap();
println!("{:?}", String::from_utf8(public_key.clone()));
let private_key = rsa.private_key_to_pem().unwrap(); let data = "hellowo\n\t\rrld";
// public encrypt
let mut buf:Vec<u8> = vec![0;rsa.size() as usize];
let rsa_pub = openssl::rsa::Rsa::public_key_from_pem(&public_key).unwrap();
let _ = rsa_pub.public_encrypt(data.as_bytes(), &mut buf , openssl::rsa::Padding::PKCS1); // private decrypt =>
let data = buf;
let mut buf:Vec<u8> = vec![0;rsa.size() as usize];
let rsa_pri = openssl::rsa::Rsa::private_key_from_pem(&private_key).unwrap();
if let Ok(size) = rsa_pri.private_decrypt(&data, &mut buf, openssl::rsa::Padding::PKCS1){
let real_size = if size > 1024 {1024} else {size};
let buf = &buf[..real_size];
let base64_string = openssl::base64::encode_block(&buf);
let result = base64::decode(base64_string);
println!("{:?}",result);
// println!("buf => {:?}",openssl::base64::encode_block(&buf)) let echo_str = String::from_utf8((&buf).to_vec()).unwrap();
println!("{:?}",echo_str); }
}
}

推荐阅读

webpack 从 0 到 1 构建 vue

Ansible 快速入门

实战经验分享:使用 PyO3 来构建你的 Python 模块的更多相关文章

  1. 第9期Unity User Group Beijing图文报道:《Unity实战经验分享》

    时间来到了金秋九月,北京UUG活动也来到了第九期.本次活动的主题为<Unity实战经验分享>,为此我们邀请了3位资深的行业大神.这次我们仍然在北京市海淀区丹棱街5号微软大厦举行活动,在这里 ...

  2. Visual Studio 2015开发Qt项目实战经验分享(附项目示例源码)

    Visual Studio 2015开发Qt项目实战经验分享(附项目示例源码)    转 https://blog.csdn.net/lhl1124281072/article/details/800 ...

  3. 【经验分享】win10 cmake 构建 Tengine 工程

      欢迎关注我的公众号 [极智视界],回复001获取Google编程规范   O_o   >_<   o_O   O_o   ~_~   o_O   本教程详细记录了在 win10 环境中 ...

  4. ASP.NET Core & Docker 实战经验分享

    一.前言 最近一直在研究和实践ASP.NET Core.Docker.持续集成.在ASP.NET Core 和 Dcoker结合下遇到了一些坑,在此记录和分享,希望对大家有一些帮助. 二.中间镜像 我 ...

  5. RabbitMQ实战经验分享

    前言 最近在忙一个高考项目,看着系统顺利完成了这次高考,终于可以松口气了.看到那些即将参加高考的学生,也想起当年高三的自己. 下面分享下RabbitMQ实战经验,希望对大家有所帮助: 一.生产消息 关 ...

  6. Hystrix 实战经验分享

    一.背景 Hystrix是Netlifx开源的一款容错框架,防雪崩利器,具备服务降级,服务熔断,依赖隔离,监控(Hystrix Dashboard)等功能. 尽管说Hystrix官方已不再维护,且有A ...

  7. 干货: 可视化项目实战经验分享,轻松玩转 Bokeh (建议收藏)

    作者 | Will Koehrsen 翻译 | Lemon 译文出品 | Python数据之道 (ID:PyDataRoad) 本文通过一个项目案例,详细的介绍了如何从 Bokeh 基础到构建 Bok ...

  8. 想入职阿里的Java开发者必看,阿里巴巴面试官实战经验分享!

    最近社区Java技术进阶群的小伙伴总是会问,如何面试阿里Java技术岗,需要什么条件,做哪些准备:小编就这些问题找到了阿里技术团队中在一线真正带Java开发团队并直接参与技术面试的专家,分享了自身在筛 ...

  9. 从零开始 Code Review,两年实战经验分享!

    作者:wenhx http://www.cnblogs.com/wenhx/p/5641766.html 前几天看了<Code Review 程序员的寄望与哀伤>,想到我们团队开展 Cod ...

随机推荐

  1. docker学习之network:初识网络配置

    起因 我的开发环境需要一个python代码运行环境.reids服务和mysql服务. 由于以前,我的开发环境是mac,而CI和线上运行环境是centos,偶尔会出项本地单元测试跑不过,而CI可以过.这 ...

  2. 求方程 p+q+r+s+t=pqrst 的全体自然数解(约定p<=q<=r<=s<=t)

    解:方程左右的表达式分别记为u和v. 由题设有5t>=u. 0本来是不算入自然数的,现在的趋势是把0也算作自然数. 若p=0,则v=0,为使得u=0成立,q.r.s.t都必需为0. 这样就得到方 ...

  3. MySQL-SQL基础-查询1

    #子查询-某些情况下,当进行查询的时候,需要的条件是另外一个select语句的结果,这个时候就要用到子查询.用于子查询的关键字主要包括: in.not in.=.!=.exists.not exist ...

  4. k8s笔记0528-基于KUBERNETES构建企业容器云手动部署集群记录-4

    部署kubelet 1.二进制包准备 将软件包从linux-node1复制到linux-node2中去. [root@linux-node1 ~]# cd /usr/local/src/kuberne ...

  5. JavaScript——数组——数组长度

    JavaScript--数组--数组长度 JavaScript中的数组长度是可变的,可用赋值运算符改变数组大小,如果改变之后的数组的长度比原数组大,则新数组会在末尾补充相应数量的空位,空位上的数组元素 ...

  6. SQLServer数据库之连接查询

    SQLServer数据库之连接查询 表的连接查询的几种方法介绍: inner join on内连接,left join on 左连接 , rigth join on 右连接, full join on ...

  7. 20210805 noip31

    考场 没有一眼题 T1 想到先贪心地算出最大得分,任意构造出一种方案,不断调整以增大字典序. T2 发现在 \(x_k\) 确定的情况下操作次数就是左右两边的逆序对数,\(x_i\) 互不相同时直接找 ...

  8. Python - 面向对象编程 - 魔术方法(双下划线方法)

    什么是魔术方法 在Python中,所有以 __ 双下划线包起来的方法,都统称为 Magic Method 魔术方法,也叫双下划线方法 有哪些重要的魔术方法? __new__ https://www.c ...

  9. 两种方式配置vue全局方法

    目录 1,前言 2,第一种方式 3,第二种方式 1,前言 在Vue项目开发中,肯定会有这样一个场景:在不同的组件页面用到同样的方法,比如格式化时间,文件下载,对象深拷贝,返回数据类型,复制文本等等.这 ...

  10. Winform EF CodeFist方式连接数据库

    直接生成ado.net 实体数据模型挺方便的,但只有一步步的手写代码才能更好的理解EF,在学习asp.net core过程中手写代码已经明白了怎么回事,但实现过程有些麻烦不知道如何记录,但Winfor ...