探索kotlin与jupyter notebook的交互式编程之旅
最近，我开始学习Kotlin，这门现代且功能强大的编程语言吸引了我的目光。然而，我习惯了Jupyter Notebook的交互式环境，它能快速迭代并流畅地探索代码。因此，我开始寻找Kotlin是否也有类似的工具。
令人惊喜的是，我发现了Kotlin Jupyter内核！它将Kotlin的强大功能与Jupyter Notebook的交互性和易用性完美结合，为学习和实验Kotlin创造了理想的开发环境。
本文将分享我在Kotlin支持下设置Jupyter环境的经验，并进一步展示如何创建一个支持多种编程语言的Notebook。
构建Kotlin Jupyter容器
安装Kotlin Jupyter内核相对简单，特别是使用Docker创建受控且可复现的环境。以下是我创建的Dockerfile，注释解释了每一步：
Dockerfile
我们基于quay.io的官方Jupyter镜像，使用特定版本确保可重复性，并标记为kotlin-kernel方便识别。
<code class="dockerfile">FROM quay.io/jupyter/base-notebook:2024-12-31 as kotlin-kernel</code>
以root用户身份安装OpenJDK 21，避免权限问题，然后切换到非root用户jovyan以增强安全性。
<code class="dockerfile">USER root RUN apt-get update && apt-get -y install openjdk-21-jdk USER jovyan</code>
安装Kotlin Jupyter内核，以便在Notebook中运行Kotlin代码。
<code class="dockerfile">RUN pip install --user kotlin-jupyter-kernel==0.12.0.322</code>
创建用于存储Notebook的目录。
<code class="dockerfile">RUN mkdir -p /home/jovyan/notebooks</code>
设置notebook_args环境变量，配置Notebook参数，例如禁止浏览器自动打开，并指定Notebook目录为/home/jovyan/notebooks。
<code class="dockerfile">ENV notebook_args="--no-browser --notebook-dir=/home/jovyan/notebooks"</code>
构建Docker镜像：
<code class="bash">docker build --target kotlin-kernel -t kotlin-kernel .</code>
运行容器：
<code class="bash">docker run -it -p 8888:8888 -v $(pwd)/notebooks:/home/jovyan/notebooks kotlin-kernel</code>
此命令：
- 以交互模式运行容器 (
-it)。 - 将容器的8888端口映射到主机的8888端口 (
-p 8888:8888)。 - 将本地
notebooks目录挂载到容器的/home/jovyan/notebooks目录 (-v $(pwd)/notebooks:/home/jovyan/notebooks)。
运行后，您可以在浏览器中访问JupyterLab，并看到Python和Kotlin两个可用的内核。
现在可以使用Kotlin创建Notebook了！
增强交互性：支持多种语言
在深入学习Kotlin的过程中，我发现它与Python有一些相似之处。为了更直观地比较这两种语言，我想知道是否可以在同一个Notebook中同时运行Python和Kotlin代码。答案是肯定的！
我使用了名为sos（Scripts of Scripts）的Jupyter扩展和内核，它允许这种多语言功能。我将它添加到我的Docker容器中。
更新Dockerfile
安装sos：
<code class="dockerfile">RUN pip install --user sos-notebook==0.24.4 jupyterlab-sos==0.11.0 sos==0.25.1 && python -m sos_notebook.install</code>
重新构建并运行容器：
<code class="bash">docker build -t jupyter-kotlin . docker run -it -p 8888:8888 -v $(pwd)/notebooks:/home/jovyan/notebooks jupyter-kotlin</code>
现在，JupyterLab将显示三个内核：Python、Kotlin和sos。
现在可以在同一个Notebook中运行Python和Kotlin代码了：
自定义外观
为了提升视觉体验并区分不同语言的单元格，我添加了自定义CSS：
<code class="css">div[class*="sos_lan__python"] {
background: linear-gradient(90deg, rgba(255,222,87,1) 10px, rgba(69,132,182,1) 10px, rgba(69,132,182,1) 20px, rgba(254,254,254,1) 20px);
}
div[class*="sos_lan__kotlin"] {
background: linear-gradient(90deg, rgba(180,140,252,1) 0px, rgba(196,22,224,1) 6px, rgba(223,73,107,1) 16px, rgba(223,73,107,1) 20px, rgba(255,255,255,1) 20px)
}</code>
将CSS保存为custom.css文件，并添加到Dockerfile中：
<code class="dockerfile">COPY custom.css ${HOME}/.jupyter/custom/custom.css
ENV notebook_args="${notebook_args} --custom-css"</code>
处理错误
在使用多语言内核时，偶尔会出现Kotlin运行时错误。虽然我尚未找到根本原因，但我使用CSS隐藏了这些错误，以改善用户体验：
<code class="css">div[class*="sos_lan__kotlin"] div[data-mime-type="application/vnd.jupyter.stderr"] {
display: none;
}</code>
总结
本文介绍了如何在Jupyter Notebook中为Kotlin创建交互式开发环境，并支持多语言编程，以及如何自定义外观和处理错误。这使得学习和使用Kotlin更加高效和便捷。 代码已上传至我的GitHub仓库。
