4.4 Nodejs与R跨平台通信
问题
Nodejs怎么调用R？
引言
做Web开发还没有用过Nodejs的同学已经落后了。Nodejs是基于Javascript实现的一款后台程序开发平台，以笔者个人的体验来说，Nodejs的开发效率比PHP还要高一些，完全异步加载，性能一点也不落后，假以时日还有赶超PHP的趋势。
HTML5作为Web前端大量使用Javascript，各种炫效果层出不穷。如果能把R语言的效果图，都用HTML5重新做渲染，并增加时时通信和用户交互，两种语言各取优势，必然产生惊为天人的效果。长话短说，下面就来介绍 Nodejs与R跨平台通信
4.4.1 Nodejs简单介绍
Nodejs是一个可以快速构建网络服务及应用的平台，基于Chrome’s JavaScript runtime，也就是说，实际上它是对Google V8引擎（应用于Google Chrome浏览器)进行了封装。V8引擎执行Javascript的速度非常快，性能非常好。Nodejs对一些特殊用例进行了优化，提供了替代的API，使得V8在非浏览器环境下运行得更好。
4.4.2 R语言配置环境
本节中介绍的Nodejs与R的跨平台通信，对于R语言的支持库是Rserve，通过Rserve提供一个R的TCP/IP的通信协议，实现Nodejs和R的通信。首先，我已经在Linux Ubuntu上配置好了Rserve环境。本节使用的系统环境是：
- Linux: Ubuntu 12.04.2 LTS 64bit
- R: 3.0.1 x86_64-pc-linux-gnu
- IP: 192.168.1.201
Rserve环境: Rserve v1.7-1，端口: 6311，允许远程访问。
查看Rserve的进程：
~ ps -aux|grep Rserve
conan 9736 0.0 1.2 116288 25440 ? Ss 13:11 0:01 /usr/lib/R/bin/Rserve --RS-enable-remote
~ netstat -nltp|grep Rserve
tcp 0 0 0.0.0.0:6311 0.0.0.0:* LISTEN 9736/Rserve
4.4.3 Nodejs配置环境
Nodejs环境也比较简单，以Express3库作为基础的Web框架，rio库是让Nodejs与Rserve通信的依赖库。如果你是Nodejs的新手，需要从头学习，
请参考笔者的博客“从零开始Nodejs系列文章” ( http://blog.fens.me/series-nodejs/ )，如果仅仅搭建一个Nodejs测试环境，请参考“准备Nodejs开发环境Ubuntu ”( http://blog.fens.me/nodejs-enviroment)。
Win7中的开发环境：
- Node: v0.10.5
- NPM: 1.2.19
- IP: 192.168.1.13
- Express: 3.2.2
现在我们已经在Win7中，创建好了Express3的项目。项目目录：D:\workspace\project\investment\webui ~ D:\workspace\project\investment\webui>ls
README.md app.js models node-rio-dump.bin node_modules package.json public routes views 安装rio库。
~ D:\workspace\project\investment\webui>npm install rio
rio@0.9.0 node_modules\rio
├── hexy@0.2.5
└── binary@0.3.0 (buffers@0.1.1, chainsaw@0.1.0)
4.4.4 Nodejs与R跨平台通信
下面我们开始写Nodejs程序，来实现跨平台的通信。首先在app.js配置文件中，增加一个路由路径。
~ vi app.js
var vis = require('./routes/vis') //代码有省略
app.get('/vis/rio',vis.rio);
然后在路由目录/routes增加一个路由文件vis.js。
~ vi /routes/vis.js
var rio = require("rio");
exports.rio = function(req, res){
options = {
host : "192.168.1.201", // 远程Rserve服务器地址
port : 6311, // 远程Rserve服务器端口
callback: function (err, val) { // 计算结果的回调函数
if (!err) { // 正常返回
console.log("RETURN:"+val);
return res.send({'success':true,'res':val}); // 把结果传给界面
} else { // 错误返回
console.log("ERROR:Rserve call failed")
return res.send({'success':false});
}
},
}
rio.enableDebug(true); //开启调试模式
rio.evaluate("pi / 2 * 2 * 2",options); //运行R代码
};
在上面代码中，我们实现了rio与Rserve的远程连接。以字符的形式，把R的语句(pi / 2 2 2)作为参数，传给远程的Rserve服务器，在Rserve服务器中计算，再通过callback的方法，获得R结果的返回值。
打开浏览器( http://localhost:3000/vis/rio )，从Web界面上可以看到(pi / 2 2 2) 计算的结果 是6.283185307179586。在浏览器中计算结构返回值是一个JSON格式的对象。
{
"success": true,
"res": 6.283185307179586
}
输出命令行日志。
Connected to Rserve
Supported capabilities --------------
Sending command to Rserve
00000000: 0300 0000 1400 0000 0000 0000 0000 0000 ................
00000010: 0410 0000 7069 202f 2032 202a 2032 202a ....pi./.2.*.2.*
00000020: 2032 0001
Data packet
00000000: 2108 0000 182d 4454 fb21 1940 !....-DT{!.@
Type SEXP 33
Response value: 6.283185307179586
RETURN:6.283185307179586
GET /vis/rio 200 33ms - 49b
Disconnected from Rserve
Closed from Rserve
我可以看到Nodejs与Rserve的通信情况，Response value: 6.283185307179586，与页面上面是一致的。 接下来，我们改一下R的运行脚本： rnorm(10)，取10个标准正态分布N(0,1)的随机数。
rio.evaluate("rnorm(10)",options); //运行R代码
浏览器返回的计算结果的JSON对象。
{
"success": true,
"res": [
-0.011531884725262991,
0.5106443501593562,
-0.05216533321965309,
1.9221980152236238,
0.5205238122633465,
-0.3275367539102907,
-0.06588102930129405,
1.5410418730008988,
1.308169913050071,
0.005044179478212583
]
}
命令行日志
Connected to Rserve
Supported capabilities --------------
Sending command to Rserve
00000000: 0300 0000 1000 0000 0000 0000 0000 0000 ................
00000010: 040c 0000 726e 6f72 6d28 3130 2900 0101 ....rnorm(10)...
Data packet
00000000: 2150 0000 f6ca 0c5e 079e 87bf 9b4a fad1 !P..vJ.^...?.JzQ
00000010: 3257 e03f eda2 5320 6ab5 aabf 2b25 bdb4 2W`?m"S.j5*?+%=4
00000020: 52c1 fe3f ebba ce8d 21a8 e03f bc17 92b7 RA~?k:N.!(`?<..7
00000030: 5cf6 d4bf ca9f 4642 94dd b0bf 1be3 e485 \vT?J.FB.]0?.cd.
00000040: 1ba8 f83f 5a94 2293 43ee f43f 1724 4e9e .(x?Z.".Cnt?.$N.
00000050: 34a9 743f 4)t?
Type SEXP 33
Response value: -0.011531884725262991,0.5106443501593562,-0.05216533321965309,1.9221980152236238,0.5205238122633465,-0.3
275367539102907,-0.06588102930129405,1.5410418730008988,1.308169913050071,0.005044179478212583
RETURN:-0.011531884725262991,0.5106443501593562,-0.05216533321965309,1.9221980152236238,0.5205238122633465,-0.3275367539
102907,-0.06588102930129405,1.5410418730008988,1.308169913050071,0.005044179478212583
GET /vis/rio 200 30ms - 285b
Disconnected from Rserve
Closed from Rserve
我们实现了Nodejs与R的跨平台通信，有点感觉像打通了中国功夫的“任督二脉”，从此以后，成为一代高手。