Linux环境下Java调用Matlab绘图方法

在Java Web 开发过程中，经常会遇到需要将数据分析的结果很直观的展现给用户，这就要用到数据统计图（柱形图、饼图、折线图），对于一些简单的统计图，可以推荐使用jfreechart，是第三方开源的框架。但是对于复杂的图形，使用这些框架就不太合适了，比如

要求展现的图比较复杂，具体需求这边不阐述，如果使用Matlab作图，就很方便，但是在使用的过程中会遇到很多的坑，因为这个作图功能，让我将生产服务器从 Linux  到Windows server 2012再到Linux，最后换为Linux是因为在Windows服务器上生成的图片全是黑的，没要找到有效的解决办法。

Matlab是专业的数学软件，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。本文主要讲述在Java程序中如何使用Matlab程序、Linux中安装MCR（Matlab Compiler Runtime，Matlab运行时环境）以及在使用过程中遇到的一些问题的解决办法，并以R2016a版本的Matlab为例，以此分享给对Matlab感兴趣的同学。

一、编写Matlab脚本

举个简单的例子，利用Matlab画一个正弦函数（y=sin(x)）的图像。

function plotSin()x=-3.14:0.01:3.14;y=sin(x);plot(x,y);ylabel('y=sin(x)图像');title('Java调用Matlab作正弦函数图像');

保存，并执行函数脚本：

然后稍微修改下plotSin函数：

function plotSin(x, savePath)%savePath图片保存地址%x=-3.14:0.01:3.14; y=sin(x);plot(x,y);ylabel('y=sin(x)图像');title('Java调用Matlab作正弦函数图像');set(gcf,'visible','off')set(gcf, 'PaperPositionMode', 'manual');set(gcf, 'PaperUnits', 'points');set(gcf, 'PaperPosition', [0 0 500 600]);saveas(gcf,savePath) ;

下面将脚本plotSin函数编译并打包成Jar包，值得注意的是，打包编译的 JDK版本不能超过1.7，所以事先检查环境变量，如果是1.8以上的，请修改成1.7或以下版本，编译后是可以在1.7版本以上的环境下执行的。在Matlab命令窗口输入deploytool，并回车：

选择Library Compile，在弹出的窗口按如下步骤操作

1：选择Java Package；

2：输入包名（Library name）；

3：输入类路径（Namespase）；

4：输入类名（Class name，java类，在后边java代码中会用）；

5：点击加号按钮，添加刚才的plotSin.m文件；

6：点击Package打包。

打包需要一定过程，接下来就是耐心的等待了。

打包成功后在for_redistribution_files_only路径下找到plot.jar,以及在Matlab安装目录R2016a\toolbox\javabuilder\jar 找到javabuilder.jar。

二、如何使用

将上述两个包引入项目中，接下来就是在Java程序中使用了，直接上代码：

package com.seage; import com.mathworks.toolbox.javabuilder.MWArray;import com.mathworks.toolbox.javabuilder.MWClassID;import com.mathworks.toolbox.javabuilder.MWComplexity;import com.mathworks.toolbox.javabuilder.MWNumericArray;import com.mathworks.toolbox.javabuilder.internal.MWComponentInstance;import com.seage.plotsin.PlotSin; /** * Title: PlotSinMain * 描述: * @author wangzb * @Date 2018-8-21 上午9:32:15 */public class PlotSinMain {   /** * 画图 * @param savePath 图片保存地址 */    private static voit plot(String savePath){	    PlotSin plot = null;//打包是定义的类	    MWNumericArray x = null; // 存放x值的数组	     try{	    	 int size = (int) (6.28/0.01 + 1);	    	 /* * 初始化数组,定义一个一维数组,其中: * MWClassID.DOUBLE定义数据类型为double * MWComplexity.REAL定义数据为实数 */	    	 int[] dims = {1,size};              x = MWNumericArray.newInstance(dims, MWClassID.DOUBLE,MWComplexity.REAL);	    	 int index = 1;	    	 for (double i=-3.14;i<=3.14;i=i+0.01){	    		 x.set(index++,i);	    	 }	    	 plot = new PlotSin();	    	 String savePath = "E:\\seage\\1.png";	    	 //调用画图函数	    	 plot.plotSin(x,savePath);	    	 plot.waitForFigures();	     } catch(Exception e){	    	 e.printStackTrace();	     } finally{	    	 //关闭资源	    	 dispose(plot, x);	     }   }    /** * 关闭资源 * @param plot 画图对象 * @param mwArrays 画图参数数组对象 */    public static void dispose(MWComponentInstance plot, MWArray... mwArrays){        if(plot!=null){            plot.dispose();        }        for(MWArray mwArray : mwArrays){            if(mwArray!=null){                MWArray.disposeArray(mwArray);            }        }    }      public static void main(String[] args) {		 String savePath = "E:\\seage\\1.png";		 plot(savePath);	}}

使用起来并不难，但是实际生产中，业务量比较复杂，往往需要生成图片不止一张，甚至在并发的情况下，需要同时生成几百张图片，所以必须注意以下两点：

1、在生成每一张图片后都需要调用dispose(plot, x)方法关流，否则会消耗大量内存，浪费大量的资源；

2、int[] dims = {row,col};其中行row以及col避免出现负数或者封装Intger的null值，否则会导致tomcat内存溢出，造成tomcat死机。

最后，将上述代码打包成可执行的jar文件，以便在已成功安装MCR环境下的Linux系统中测试。

三、Linux中使用Matlab

众所周知，在企业级项目中，大部分系统还是使用的是Linux，单纯的在 Windows  系统中正确使用了Matlab是完全不够的，Matlab提供了MCR，可用于在未安装 MATLAB 的计算机上执行编译后的 MATLAB 应用程序或组件。执行如下命令下载MCR安装包：

1：下载安装包

[root@EM0103170701 matlab]# wget http://ssd.mathworks.com/supportfiles/downloads/R2016a/deployment_files/R2016a/installers/glnxa64/MCR_R2016a_glnxa64_installer.zip

2：解压安装包

[root@EM0103170701 matlab]# unzip MCR_R2016a_glnxa64_installer zip -d MCR_R2016a_glnxa64_installer

3：进入解压后的目录

[root@EM0103170701 matlab]# cd MCR_R2016a_glnxa64_installer

4：安装

[root@EM0103170701 matlab]#  ./install -mode silent -agreeToLicense  yes

当出现下面语句，表示安装成功。

Exitingwith status 0End – Successful.Finished

5、配置环境变量

export MCR_HOME=/usr/local/MATLAB/MATLAB_Runtimeexport LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:$MCR_HOME/v901/runtime/glnxa64:$MCR_HOME/v901/sys/os/glnxa64:$MCR_HOME/v901/sys/java/jre/glnxa64/jre/lib/amd64/headless:$MCR_HOME/v901/sys/java/jre/glnxa64/jre/lib/amd64/server:$MCR_HOME/v901/sys/java/jre/glnxa64/jre/lib/amd64

6、测试

将第二步最后打包的jar文件拷贝到linux服务器，运行如下命令

[root@EM0103170701 matlab]# jar -jar plotsin.jar

如果执行成功则万事大吉，下面将列出我在使用过程中出现的错误，以及解决办法。

6.1、无法加载libmwosgserver.so

Can't load '/usr/local/MATLAB/MATLAB_Runtime/v901/bin/glnxa64/libmwosgserver.so'

在环境变量的LD_LIBRARY_PATH下引入：

$MCR_HOME/v901/bin/glnxa64:$MCR_HOME/v901/sys/opengl/lib/glnxa64

6.2、在tomcat下运行时出现异常NoClassDefFoundError MWClassID.class，这种错误一般原因很多，很难找到真正的原因，类明显是在的，但就是无法找到，实在让人头疼。这个错误需要区别于ClassNotfoundException，事实上这两个错误是完全不同的，NoClassDefFoundError是在运行时，根据你提供的类名，在classpath中找不到对应的类进行加载，而ClassNotFoundException是在编译的时候在classpath中找不到对应的类而发生的错误。

经查找发现，启动tomcat的方式为：service tomcat start.以这种方式启动就会出现NoClassDefFoundError MWClassID.class异常，而在tomcat的bin目录下使用./start启动，或者在/etc/init.d下使用./tomcat start启动也则没有问题。

执行命令：cat /sbin/service,打开service文件，发现service启动方式为：

env -i PATH="$PATH" TERM="$TERM" "${SERVICEDIR}/${SERVICE}" ${OPTIONS}

然后，执行命令which env 找到env在/bin目录下，并执行env --help或者env -?：

用法：env [选项]... [-] [名称=值]... [命令 [参数]...]设置一个环境变量的"名称=键值"并运行命令。   -i, --ignore-environment      以无定义的环境启动  -0, --null                    以空字符而非新行符结束每一输出行  -u,  --unset=名称              从当前环境中撤消一个变量      --help            显示此帮助信息并退出      --version         显示版本信息并退出 单纯的 - 意味着 -i。如果没有命令，则打印结果环境。 请向bug-coreutils@gnu.org 报告env 的错误GNU coreutils 项目主页：<http://www.gnu.org/software/coreutils/>GNU 软件一般性帮助：<http://www.gnu.org/gethelp/>请向<http://translationproject.org/team/zh_CN.html> 报告env 的翻译错误要获取完整文档，请运行：info coreutils 'env invocation'

-i命令是以无定义的环境启动，所以在/etc/init.d/tomcat脚本文件中重新加入第五步的环境变量。然后使用service tomcat start就不再冒错了。

6.3、在Linux系统中生成的图片出现 中文 乱码，一开始我以为是Matlab程序编码的问题，在网上找了很多办法去改变Matlab的编码，但都没有用，最终发现是Linux系统中没有安装中文支持，使用下面命令安装中文支持，问题解决。

yum -y groupinstall chinese-support

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