使用 jsr:@langchain/pyodide-sandbox 构建 Python 安全沙箱（完整入门教程）-平芜编程栈

适用于：
LLM / Agent 执行不可信 Python 代码
在线 Python 运行环境
LangChain / 自动化工具沙箱
多租户系统安全执行

一、背景介绍

在 LLM Agent、在线代码执行、插件系统等场景中，我们经常面临一个问题：

如何安全地执行用户提供的 Python 代码？

传统方案（exec/ 子进程 / Docker）要么不安全、要么太重。

LangChain 官方给出了一种更优雅的方案：

Pyodide + Deno Sandbox

其中核心组件就是：

jsr:@langchain/pyodide-sandbox

它允许我们在WebAssembly（WASM）级别安全执行 Python 代码，并且具备：

强隔离
权限控制
低资源占用
易于集成 Agent / LangChain

二、什么是 jsr:@langchain/pyodide-sandbox？

2.1 核心技术栈

组件	作用
Pyodide	Python → WebAssembly
Deno	沙箱运行时
WASM	系统级隔离
micropip	Python 包安装

整体结构：

Python Code ↓ Pyodide (WASM) ↓ Deno Sandbox ↓ Host OS（隔离）

2.2 为什么不用 Docker？

对比	Docker	Pyodide Sandbox
启动速度	慢	⚡ 极快
资源占用	高	低
安全粒度	容器级	WASM 级
Agent 集成	一般	非常友好

三、环境准备

3.1 安装 Deno

curl-fsSL https://deno.land/install.sh|sh

加入环境变量：

exportPATH="$HOME/.deno/bin:$PATH"

验证：

deno --version

四、最基础用法（CLI）

4.1 执行 Python 代码

deno run -A jsr:@langchain/pyodide-sandbox\-c"print('Hello, World')"

输出：

{"stdout":"Hello, World","stderr":null,"result":null,"success":true,"sessionMetadata":{"created":"2026-01-22T02:13:43.619Z","lastModified":"2026-01-22T02:13:43.660Z","packages":[]}}

4.2 执行计算

deno run -A jsr:@langchain/pyodide-sandbox\-c"print(2 + 3)"

{"stdout":"5","stderr":null,"result":null,"success":true,"sessionMetadata":{"created":"2026-01-22T02:09:58.747Z","lastModified":"2026-01-22T02:09:58.794Z","packages":[]}}

五、自动安装 Python 包（micropip）

Pyodide无需 pip / venv，而是使用micropip。

5.1 使用 numpy 示例

deno run -A jsr:@langchain/pyodide-sandbox\-c"import numpy as np; print(np.arange(5))"

首次执行会看到：

{"stdout":"Loading numpyDidn't find package numpy-2.0.2-cp312-cp312-pyodide_2024_0_wasm32.whl locally, attempting to load from https://cdn.jsdelivr.net/pyodide/v0.27.7/full/Package numpy-2.0.2-cp312-cp312-pyodide_2024_0_wasm32.whl loaded from https://cdn.jsdelivr.net/pyodide/v0.27.7/full/, caching the wheel in node_modules for future use.Loaded numpy[0 1 2 3 4]","stderr":null,"result":null,"success":true,"sessionMetadata":{"created":"2026-01-22T02:14:13.300Z","lastModified":"2026-01-22T02:14:17.036Z","packages":["numpy"]}}

这是正常行为，表示：

Pyodide 正在下载依赖
下载完成后会缓存到node_modules
后续执行不会再下载

六、Stateful 会话（保持执行状态）

默认情况下，每次执行是无状态的。

如果你希望多次执行共享变量，需要开启stateful 模式。

6.1 创建 state

deno run -A jsr:@langchain/pyodide-sandbox\-s -c"x = 42"

会返回sessionBytes。

{"stdout":null,"stderr":null,"result":null,"success":true,"sessionBytes":[128,4,149,168,0,0,0,0,0,0,0,140,10,100,105,108,108,46,95,100,105,108,108,148,140,14,95,105,109,112,111,114,116,95,109,111,100,117,108,101,148,147,148,140,8,95,95,109,97,105,110,95,95,148,133,148,82,148,125,148,40,140,8,95,95,110,97,109,101,95,95,148,104,3,140,7,95,95,100,111,99,95,95,148,78,140,11,95,95,112,97,99,107,97,103,101,95,95,148,78,140,8,95,95,115,112,101,99,95,95,148,78,140,15,95,95,97,110,110,111,116,97,116,105,111,110,115,95,95,148,125,148,140,13,95,112,121,111,100,105,100,101,95,99,111,114,101,148,104,2,140,13,95,112,121,111,100,105,100,101,95,99,111,114,101,148,133,148,82,148,140,1,120,148,75,42,117,98,46],"sessionMetadata":{"created":"2026-01-22T02:14:55.543Z","lastModified":"2026-01-22T02:14:56.955Z","packages":["dill"]}}

6.2 恢复 state

jsr:@langchain/pyodide-sandbox的 stateful 会话由两部分组成：

字段	作用
`sessionBytes`	Python VM 的二进制快照（dill 序列化）
`sessionMetadata`	会话上下文（创建时间 / 包信息 / 兼容性校验）

CLI 在恢复 session 时需要：

sessionBytes → 还原 Python 对象 sessionMetadata → 校验 & 环境一致性

deno run -A jsr:@langchain/pyodide-sandbox\-s -b'<sessionBytes>'\-m'<sessionMetadata>'\-c"print(x)"

例子

deno run -A jsr:@langchain/pyodide-sandbox\-s\-b'[128,4,149,168,0,0,0,0,0,0,0,140,10,100,105,108,108,46,95,100,105,108,108,148,140,14,95,105,109,112,111,114,116,95,109,111,100,117,108,101,148,147,148,140,8,95,95,109,97,105,110,95,95,148,133,148,82,148,125,148,40,140,8,95,95,110,97,109,101,95,95,148,104,3,140,7,95,95,100,111,99,95,95,148,78,140,11,95,95,112,97,99,107,97,103,101,95,95,148,78,140,8,95,95,115,112,101,99,95,95,148,78,140,15,95,95,97,110,110,111,116,97,116,105,111,110,115,95,95,148,125,148,140,13,95,112,121,111,100,105,100,101,95,99,111,114,101,148,104,2,140,13,95,112,121,111,100,105,100,101,95,99,111,114,101,148,133,148,82,148,140,1,120,148,75,42,117,98,46]'\-m'{"created":"2026-01-22T02:14:55.543Z","lastModified":"2026-01-22T02:14:56.955Z","packages":["dill"]}'\-c"print(x)"

输出：

{"stdout":"42","stderr":null,"result":null,"success":true,"sessionBytes":[128,4,149,168,0,0,0,0,0,0,0,140,10,100,105,108,108,46,95,100,105,108,108,148,140,14,95,105,109,112,111,114,116,95,109,111,100,117,108,101,148,147,148,140,8,95,95,109,97,105,110,95,95,148,133,148,82,148,125,148,40,140,8,95,95,110,97,109,101,95,95,148,104,3,140,7,95,95,100,111,99,95,95,148,78,140,11,95,95,112,97,99,107,97,103,101,95,95,148,78,140,8,95,95,115,112,101,99,95,95,148,78,140,15,95,95,97,110,110,111,116,97,116,105,111,110,115,95,95,148,125,148,140,13,95,112,121,111,100,105,100,101,95,99,111,114,101,148,104,2,140,13,95,112,121,111,100,105,100,101,95,99,111,114,101,148,133,148,82,148,140,1,120,148,75,42,117,98,46],"sessionMetadata":{"created":"2026-01-22T02:14:55.543Z","lastModified":"2026-01-22T02:18:31.879Z","packages":["dill"]}}

七、Python 正确执行模板（非常重要）

⚠️很多人踩坑就在这里

❌ 错误写法

2+3

或者：

print(2+3)

这样不会返回 result，只会进 stdout。

✅ 正确写法（标准模板）

asyncdefmain(args):return2+3

✅ 同时 print + return

asyncdefmain(args):print("hello")return{"sum":2+3}

返回结构：

{"stdout":"hello\n","result":{"sum":5}}

八、在 Python 中集成（推荐）

LangChain 官方提供了 Python 封装包：

8.1 安装

pipinstalllangchain-sandbox

8.2 Python 示例

fromlangchain_sandboximportPyodideSandboximportasyncioasyncdefrun():sandbox=PyodideSandbox(allow_net=False,allow_read=False,allow_write=False,)result=awaitsandbox.execute(""" async def main(args): print("hello from pyodide") return 1 + 2 await main({}) """)print("status:",result.status)print("stdout:",result.stdout)print("result:",result.result)asyncio.run(run())

结果

status: success stdout: hello from pyodide result:3

九、权限控制（安全关键）

参数	说明
allow_net	是否允许联网
allow_read	文件读取白名单
allow_write	文件写入
allow_env	读取环境变量
allow_run	执行子进程
memory_limit_mb	内存限制

示例：

sandbox=PyodideSandbox(allow_net=False,allow_read=["data"],allow_write=False,memory_limit_mb=32,)

十、典型应用场景

✔ LLM Agent 执行代码
✔ LangChain Tool Sandbox
✔ 在线 Python 解释器
✔ 插件系统
✔ 教育 / 判题系统

十一、常见问题

Q1：stdout 很乱正常吗？

✅ 正常
第一次会输出 Pyodide 包安装日志
生产环境请只信result字段

Q2：能安装 pandas / numpy 吗？

⚠️ 只能安装pure Python / WASM 兼容包
❌ 不支持 CPython C 扩展（如 torch）

十二、官方资源汇总

JSR 文档
https://jsr.io/@langchain/pyodide-sandbox
GitHub 源码
https://github.com/langchain-ai/langchain-sandbox
Pyodide 官方文档
https://pyodide.org
Python 封装
https://pypi.org/project/langchain-sandbox

十三、总结

jsr:@langchain/pyodide-sandbox是目前LLM 场景下最优雅的 Python 沙箱方案之一：

轻量、安全、Agent 友好

非常适合用在：

AI Agent
多租户执行
自动化平台

使用 jsr:@langchain/pyodide-sandbox 构建 Python 安全沙箱（完整入门教程）