如何在网页中执行一段 pandas 代码？
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2022-05-19 17:04
很多粉丝对如何在线执行 pandas 代码感兴趣，那么今天就简单来说一下我探索这一功能的过程。
首先在设计这一功能时，需要先明确大致需求：
⭐⭐⭐用户可以在当前页面执行 不同用户之间独立运行 不需要加载额外代码或操作
其中最重要的一点就是用户可以在当前网站、当前单元格执行代码，其次尽可能的减少其他操作。
其实为了实现这个功能，我探索了大半个月，不断修改方案，删掉了几个写了很久但是不能完美实现的代码，几度放弃，最后还是磕磕碰碰的做出来，下面是我的一些经验，仅供参考。
方案1
首先最简单的思路就是用自己的服务器，前端写一个输入框，然后将用户提交的代码到后台，执行后再返回前端，就像这样👇
但是思索了一番还是放弃了，除了要防止恶意用户执行sudo rm - rf /*之类的代码，为了满足第二个需求就要给每个用户分配一定的空间，这就很吃服务器的配置，例如前天最高100+用户同时运行，我的 4c8g 服务器肯定是带不动的。
并且如果采取这个的方案，理论上可以实现，但除了升级服务器要钱，我也没有开发类似产品的经验，时间成本不好预估，遂放弃。
方案2
之后又是一番面向 stackoverflow 编程，我了解到很多可以在线执行代码的网站，就像这样
确实可以在线执行一段代码，但是除去我是否能做出来，如何控制权限等问题，这样的网站主要是以执行代码为主，无法完成 pandas 教程的任务。
并且代码不能预设置，只能进入页面后手动输入，本地数据也不好加载，而且执行一次就要跳转到一个新的页面，十分繁琐（写一个爬虫接口也是一个办法，但是就太依赖对方网站），于是很快放弃了这条思路。
Jupyterhub
继续一番搜索后，我发现了一个神器 —— Jupyterhub
如上图架构展示的一样，使用Jupyterhub 可以给每个用户分配一个独立的Jupyter Notebook，并且无需考虑权限等问题，我也可以提前将代码和数据进行预设。
但问题在于采取此方案无法满足教程需求，因为全部内容都需要放在 Jupyter Notebook中，整体上就是将 pandas300题做成了在线版，而我想要的是一个网站。
并且使用Jupyterhub不可避免的要进行一些 docker 或 k8s 操作，这也不是我熟悉的领域，虽热在这条思路上走了一段时间，但还是放弃了。
JupyterBook
之后又是一番检索，但无非都是上面几种方案，在我感觉要放弃做这个网站时，无意中发现一个项目JupyterBook
简单来说，他可以将你的 Jupyter Notebook 转换为 html 页面（基于 sphinx），并且一个很重要的特点就是可以在线、交互式执行代码。
具体怎么实现的呢？首先需要将你的项目上传到一个公共资源平台binder，这个网站会为你的项目创建一个镜像，这样可以方便给不同用户使用
简单来说，可以理解为将你的 Jupyter Notebook 挂在这个网站，别人就能去在线执行，但是很明显，我们都需要跳转到这个页面去使用，而我希望在当前页面执行代码。
这时就需要在使用另一个项目（Thebe）
它使用JupyterLab API，通过加载一段JS代码，再指定一个执行后端（上面提到的binder），就可以在当前页面执行代码。
听起来很复杂，但是实现起来很简单，上面我们说到，JupyterBook 是基于 Sphinx制作页面的，所以只需要提前在配置 Sphinx时加载 sphinx_thebe插件即可，
至此，开头我需求中的1、2就完美实现了，还剩最后一个问题就是如何让用户更少的执行代码？
如果你体验过我的网站，你会发现执行一个 pandas 操作连 import pandas as pd和读取数据的操作都不用！
其实这些代码在启动jupyter notebook时就预先加载了，只需要在对应单元格上加上 thebe-init的 tag 即可。
当然，使用 JupyterBook 还是有很多坑，消耗我最多的时间就是在修改样式上，默认的样式如下，可能英文状态下表现还行，但是到中文并不是很适配
为了大家不仅用的爽，我对网站颜值的要求也很高，于是爆改了几千行的 css 和 js 代码，甚至组件的位置都调整到小数点后两位才让我满意，磕磕碰碰一个多月终于将整个网站做出来
最后，本文仅是对在线执行代码做了一个快速、不完整的总结。由于篇幅限制，还有很多搭建、部署网站细节的内容没有涉及到，如果你觉得不错，欢迎点赞、转发.
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