一、subprocess以及常用的封裝函數

運行python的時候，我們都是在創建并運行一個進程。像Linux進程那樣，一個進程可以fork一個子進程，并讓這個子進程exec另外一個程序。在Python中，我們通過標準庫中的subprocess包來fork一個子進程，并運行一個外部的程序。subprocess包中定義有數個創建子進程的函數，這些函數分別以不同的方式創建子進程，所以我們可以根據需要來從中選取一個使用。另外subprocess還提供了一些管理標準流(standard stream)和管道(pipe)的工具，從而在進程間使用文本通信。

subprocess.call()

父進程等待子進程完成

返回退出信息(returncode，相當于Linux exit code)

subprocess.check_call()

父進程等待子進程完成

返回0

檢查退出信息，如果returncode不為0，則舉出錯誤subprocess.CalledProcessError，該對象包含有returncode屬性，可用try…except…來檢查

subprocess.check_output()

父進程等待子進程完成

返回子進程向標準輸出的輸出結果

檢查退出信息，如果returncode不為0，則舉出錯誤subprocess.CalledProcessError，該對象包含有returncode屬性和output屬性，output屬性為標準輸出的輸出結果，可用try…except…來檢查。

這三個函數的使用方法相類似，下面來以subprocess.call()舉例說明:

代碼如下:

>>> import subprocess>>> retcode = subprocess.call(['ls', '-l'])#和shell中命令ls -a顯示結果一樣>>> print retcode0

將程序名(ls)和所帶的參數(-l)一起放在一個表中傳遞給subprocess.call()

shell默認為False，在Linux下，shell=False時, Popen調用os.execvp()執行args指定的程序；shell=True時，如果args是字符串，Popen直接調用系統的Shell來執行args指定的程序，如果args是一個序列，則args的第一項是定義程序命令字符串，其它項是調用系統Shell時的附加參數。

上面例子也可以寫成如下：

代碼如下:

>>> retcode = subprocess.call('ls -l',shell=True)

在Windows下，不論shell的值如何，Popen調用CreateProcess()執行args指定的外部程序。如果args是一個序列，則先用list2cmdline()轉化為字符串，但需要注意的是，并不是MS Windows下所有的程序都可以用list2cmdline來轉化為命令行字符串。

subprocess.Popen()

代碼如下:

class Popen(args, bufsize=0, executable=None, stdin=None, stdout=None, stderr=None, preexec_fn=None, close_fds=False, shell=False, cwd=None, env=None, universal_newlines=False, startupinfo=None, creationflags=0)

實際上，上面的幾個函數都是基于Popen()的封裝(wrapper)。這些封裝的目的在于讓我們容易使用子進程。當我們想要更個性化我們的需求的時候，就要轉向Popen類，該類生成的對象用來代表子進程。

與上面的封裝不同，Popen對象創建后，主程序不會自動等待子進程完成。我們必須調用對象的wait()方法，父進程才會等待 (也就是阻塞block)，舉例：

代碼如下:

>>> import subprocess>>> child = subprocess.Popen([’ping’,’-c’,’4’,’blog.linuxeye.com’])>>> print ’parent process’

從運行結果中看到，父進程在開啟子進程之后并沒有等待child的完成，而是直接運行print。

對比等待的情況:

代碼如下:

>>> import subprocess>>> child = subprocess.Popen(’ping -c4 blog.linuxeye.com’,shell=True)>>> child.wait()>>> print ’parent process’

從運行結果中看到，父進程在開啟子進程之后并等待child的完成后，再運行print。此外，你還可以在父進程中對子進程進行其它操作，比如我們上面例子中的child對象:代碼如下:

child.poll() # 檢查子進程狀態child.kill() # 終止子進程child.send_signal() # 向子進程發送信號child.terminate() # 終止子進程

子進程的PID存儲在child.pid

二、子進程的文本流控制

子進程的標準輸入、標準輸出和標準錯誤如下屬性分別表示:

代碼如下:

child.stdinchild.stdoutchild.stderr

可以在Popen()建立子進程的時候改變標準輸入、標準輸出和標準錯誤，并可以利用subprocess.PIPE將多個子進程的輸入和輸出連接在一起，構成管道(pipe)，如下2個例子：

代碼如下:

>>> import subprocess>>> child1 = subprocess.Popen(['ls','-l'], stdout=subprocess.PIPE)>>> print child1.stdout.read(),#或者child1.communicate()>>> import subprocess>>> child1 = subprocess.Popen(['cat','/etc/passwd'], stdout=subprocess.PIPE)>>> child2 = subprocess.Popen(['grep','0:0'],stdin=child1.stdout, stdout=subprocess.PIPE)>>> out = child2.communicate()

subprocess.PIPE實際上為文本流提供一個緩存區。child1的stdout將文本輸出到緩存區，隨后child2的stdin從該PIPE中將文本讀取走。child2的輸出文本也被存放在PIPE中，直到communicate()方法從PIPE中讀取出PIPE中的文本。注意：communicate()是Popen對象的一個方法，該方法會阻塞父進程，直到子進程完成

subprocess 模塊首先推薦使用的是它的 run 方法，更高級的用法可以直接使用 Popen 接口。

run 方法語法格式如下：

subprocess.run(args, *, stdin=None, input=None, stdout=None, stderr=None, capture_output=False, shell=False, cwd=None, timeout=None, check=False, encoding=None, errors=None, text=None, env=None, universal_newlines=None)

args：表示要執行的命令。必須是一個字符串，字符串參數列表。 stdin、stdout 和 stderr：子進程的標準輸入、輸出和錯誤。其值可以是 subprocess.PIPE、subprocess.DEVNULL、一個已經存在的文件描述符、已經打開的文件對象或者 None。subprocess.PIPE 表示為子進程創建新的管道。subprocess.DEVNULL 表示使用 os.devnull。默認使用的是 None，表示什么都不做。另外，stderr 可以合并到 stdout 里一起輸出。 timeout：設置命令超時時間。如果命令執行時間超時，子進程將被殺死，并彈出 TimeoutExpired 異常。 check：如果該參數設置為 True，并且進程退出狀態碼不是 0，則彈 出 CalledProcessError 異常。 encoding: 如果指定了該參數，則 stdin、stdout 和 stderr 可以接收字符串數據，并以該編碼方式編碼。否則只接收 bytes 類型的數據。 shell：如果該參數為 True，將通過操作系統的 shell 執行指定的命令。 run 方法調用方式返回 CompletedProcess 實例，和直接 Popen 差不多，實現是一樣的，實際也是調用 Popen，與 Popen 構造函數大致相同，例如:

實例

#執行ls -l /dev/null 命令>>> subprocess.run(['ls', '-l', '/dev/null'])crw-rw-rw- 1 root wheel 3, 2 5 4 13:34 /dev/nullCompletedProcess(args=[’ls’, ’-l’, ’/dev/null’], returncode=0)

returncode: 執行完子進程狀態，通常返回狀態為0則表明它已經運行完畢，若值為負值 '-N',表明子進程被終。

簡單實例：

實例

import subprocessdef runcmd(command): ret = subprocess.run(command,shell=True,stdout=subprocess.PIPE,stderr=subprocess.PIPE,encoding='utf-8',timeout=1) if ret.returncode == 0: print('success:',ret) else: print('error:',ret)runcmd(['dir','/b'])#序列參數runcmd('exit 1')#字符串參數

輸出結果如下：

success: CompletedProcess(args=[’dir’, ’/b’], returncode=0, stdout=’test.pyn’, stderr=’’)error: CompletedProcess(args=’exit 1’, returncode=1, stdout=’’, stderr=’’)

Popen() 方法

Popen 是 subprocess的核心，子進程的創建和管理都靠它處理。

構造函數：

class subprocess.Popen(args, bufsize=-1, executable=None, stdin=None, stdout=None, stderr=None, preexec_fn=None, close_fds=True, shell=False, cwd=None, env=None, universal_newlines=False, startupinfo=None, creationflags=0,restore_signals=True, start_new_session=False, pass_fds=(),*, encoding=None, errors=None)

常用參數：

args：shell命令，可以是字符串或者序列類型（如：list，元組）

bufsize：緩沖區大小。當創建標準流的管道對象時使用，默認-1。

0：不使用緩沖區

1：表示行緩沖，僅當universal_newlines=True時可用，也就是文本模式

正數：表示緩沖區大小

負數：表示使用系統默認的緩沖區大小。

stdin, stdout, stderr：分別表示程序的標準輸入、輸出、錯誤句柄 preexec_fn：只在 Unix 平臺下有效，用于指定一個可執行對象（callable object），它將在子進程運行之前被調用 shell：如果該參數為 True，將通過操作系統的 shell 執行指定的命令。 cwd：用于設置子進程的當前目錄。 env：用于指定子進程的環境變量。如果 env = None，子進程的環境變量將從父進程中繼承。

創建一個子進程，然后執行一個簡單的命令:

實例

>>> import subprocess>>> p = subprocess.Popen(’ls -l’, shell=True)>>> total 164-rw-r--r-- 1 root root 133 Jul 4 16:25 admin-openrc.sh-rw-r--r-- 1 root root 268 Jul 10 15:55 admin-openrc-v3.sh...>>> p.returncode>>> p.wait()0>>> p.returncode

這里也可以使用 p = subprocess.Popen([’ls’, ’-cl’]) 來創建子進程。

Popen 對象方法

poll(): 檢查進程是否終止，如果終止返回 returncode，否則返回 None。 wait(timeout): 等待子進程終止。 communicate(input,timeout): 和子進程交互，發送和讀取數據。 send_signal(singnal): 發送信號到子進程 。 terminate(): 停止子進程,也就是發送SIGTERM信號到子進程。 kill(): 殺死子進程。發送 SIGKILL 信號到子進程。

實例

import timeimport subprocessdef cmd(command): subp = subprocess.Popen(command,shell=True,stdout=subprocess.PIPE,stderr=subprocess.PIPE,encoding='utf-8') subp.wait(2) if subp.poll() == 0: print(subp.communicate()[1]) else: print('失敗')cmd('java -version')cmd('exit 1')

輸出結果如下：

java version '1.8.0_31'Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_31-b13)Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.31-b07, mixed mode)

失敗

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