C# .Net通过pythonnet调用python pyd文件
开发环境：windows， python310， dotnet 6.0
说明：python文件编译成pyd。
1.新建控制台应用程序
2.添加nuget包
3.C#调用代码
using Python.Runtime;
Runtime.PythonDLL= @"D:\Programs\Python\Python310\python310.dll";
PythonEngine.Initialize();
using (Py.GIL())
{
dynamic np = Py.Import("PythonTest");
var dd = np.cal("aa");
Console.ReadLine();
}
调试可以看到python脚本返回的代码。
注意：请将PythonDLL路径改为自己的python安装路径；PythonTest为编译好的pyd文件，请将该文件复制到控制台程序debug目录，或者复制到控制台程序里面，将其属性复制到输出目录改为始终复制。
4.附录python脚本
def cal(param):
return f'this is from python program, and the parameter is {param}'******************************************2022-10-13 更新*************************************************
对于简单的py文件上面的方法可以很容易执行，但是对于引用外部package，比如pandas, numpy等等，我们调用的时候会抛出异常 “未找到相应的模块”。仔细一想就会知道，我们只打包了单个py文件，它所依赖的package当然会找不到。下面就是来解决这个问题。
我所测试的环境python版本变成了python 3.8.10。
我们只需要将下面代码放在using(Py.GIL())之前就可以：
string pathToVirtualEnv = @"D:\Programs\Python\Python3.8.10";
Environment.SetEnvironmentVariable("PATH", pathToVirtualEnv, EnvironmentVariableTarget.Process);
Environment.SetEnvironmentVariable("PYTHONHOME", pathToVirtualEnv, EnvironmentVariableTarget.Process);
Environment.SetEnvironmentVariable("PYTHONPATH", $"{pathToVirtualEnv}\\Lib\\site-packages;{pathToVirtualEnv}\\Lib", EnvironmentVariableTarget.Process);
Runtime.PythonDLL= @"D:\Programs\Python\Python3.8.10\python38.dll";
PythonEngine.PythonHome = pathToVirtualEnv;
PythonEngine.PythonPath = PythonEngine.PythonPath + ";" + Environment.GetEnvironmentVariable("PYTHONPATH", EnvironmentVariableTarget.Process);
PythonEngine.Initialize();在你执行的过程中如果抛出找不到对应包的异常，你需要在PyCharm里面执行pip install <package-name>。这个命令会将package安装在我们的python安装目录下的Lib\site-package下。
当然你也可以使用指定的路径，具体方法可以参考下面的链接：
Setting Virtual Environment while Embedding Python in C#
Using Python.NET with Virtual Environments
不管哪一种，最重要的是需要在代码里配置PYTHONPATH, 让我们的程序可以有地方去找package。
比如.net core项目，我复制了python安装包的DLLs, Lib文件夹和python38.dll文件到bin\\dubug\\net6.0\\python\python3.8。
只需要将上面代码的pathToVirtualEnv改成新的路径即可：
//string pathToVirtualEnv = @"D:\Programs\Python\Python3.8.10"
string pathToVirtualEnv = Path.Combine(Path.GetDirectoryName(System.Reflection.Assembly.GetEntryAssembly().Location), "Python\\Python3.8");踩了不少坑，目前稳定运行在生产环境，代码贴出来，可以直接用。
1. ICallPyService， 定义接口
/// <summary>
/// 调用python模块服务
/// </summary>
public interface ICallPyService
{
/// <summary>
/// 执行方法
/// </summary>
/// <param name="model">参数model</param>
/// <returns>PyObject</returns>
public string Exec(ModuleInfoModel model);
public void ShutDown();
}2. ModuleInfoModel ，定义了调用pyhton代码的基础信息。
/// <summary>
/// 模块信息
/// </summary>
public class ModuleInfoModel
{
/// <summary>
/// 初始化
/// </summary>
public ModuleInfoModel()
{
Params = new List<ParamInfo>();
}
/// <summary>
/// 导入的模块名
/// </summary>
public string ModuleName { get; set; }
/// <summary>
/// 调用的模块方法
/// </summary>
public string MethodName { get; set; }
/// <summary>
/// 参数列表
/// </summary>
public List<ParamInfo> Params { get; set; }
}3. ParamInfo， python参数定义（sort是为了定义参数顺序）
/// <summary>
/// 参数信息
/// </summary>
public class ParamInfo
{
/// <summary>
/// 参数顺序
/// </summary>
public int Sort { get; set; }
/// <summary>
/// 参数值
/// </summary>
public object Value { get; set; }
}4. CallPyService，接口实现
/// <summary>
/// python service
/// </summary>
public class CallPyService: ICallPyService
{
private static string _pythonPath;
/// <summary>
/// 初始化
/// </summary>
public CallPyService()
{
if (!App.GetOptions<PythonInfoOptions>().IsLinux)
{
_pythonPath = Path.Combine(Path.GetDirectoryName(System.Reflection.Assembly.GetEntryAssembly().Location), Path.Combine("Python", "Python3.8"));
Environment.SetEnvironmentVariable("PATH", _pythonPath, EnvironmentVariableTarget.Process);
Environment.SetEnvironmentVariable("PYTHONHOME", _pythonPath, EnvironmentVariableTarget.Process);
Environment.SetEnvironmentVariable("PYTHONPATH", $"{Path.Combine(_pythonPath, "Lib", "site-packages")};{Path.Combine(_pythonPath, "Lib")}", EnvironmentVariableTarget.Process);
Environment.SetEnvironmentVariable("PYTHONNET_PYDLL", $"{Path.Combine(_pythonPath, "python38.dll")}", EnvironmentVariableTarget.Process);
}
}
/// <summary>
/// 执行python模型算法
/// </summary>
/// <param name="model"></param>
/// <returns>PyObject</returns>
public string Exec(ModuleInfoModel model)
{
Init();
string result;
using (var gil = Py.GIL())
{
PyObject func = Py.Import(model.ModuleName);
dynamic json = Py.Import("orjson");
PyObject[] pyParams = model.Params.OrderBy(o => o.Sort).Select(o => (PyObject)EvalObject(o.Value, json)).ToArray();
PyObject data = func.InvokeMethod(model.MethodName, pyParams);
data = json.dumps(data, option: json.OPT_SERIALIZE_NUMPY).decode();
result = data.ToString();
}
return result;
}
private static void Init()
{
lock (_lockObj)
{
if (!PythonEngine.IsInitialized)
{
if (!App.GetOptions<PythonInfoOptions>().IsLinux)
{
PythonEngine.PythonHome = _pythonPath;
PythonEngine.PythonPath = PythonEngine.PythonPath + ";" + Environment.GetEnvironmentVariable("PYTHONPATH", EnvironmentVariableTarget.Process);
}
else
{
Runtime.PythonDLL = App.GetOptions<PythonInfoOptions>().LinuxPythonDLL;
}
PythonEngine.Initialize();
PythonEngine.BeginAllowThreads();
}
}
}
/// <summary>
///
/// </summary>
public void ShutDown()
{
PythonEngine.Shutdown();
}
/// <summary>
/// 将C#对象转成PyObject
/// </summary>
/// <param name="value">object</param>
/// <param name="orjson">orjson</param>
/// <returns>PyObject</returns>
private PyObject EvalObject(object value, dynamic orjson)
{
if (value == null || value.ToString() == "None")
{
return PyObject.None;
}
return orjson.loads(JsonConvert.SerializeObject(value));
}
}上面封装成了服务，所以不管是接口还是其他地方直接调用都很方便。后面因为打包成了docker，部署到linux，所以加了linux相关初始化的东西（主要就是路径区别），用不到Linux系统的可以自己修改代码，删掉无用信息。
另外，服务实现了ShutDown，因为执行完python代码后，内存好像没释放，如果需要，可以手动调用ShutDown来释放内存（多线程要不要执行，至少要确保所有脚本都执行完了）。
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