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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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  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  s
[1] "Java-Object{Hello World!}"

启动 Eclipse 编写程序

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"

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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