Python编程之子进程管理(subprocess)详解

引言

在写程序时，我们无法避免需要运行外部程序，相较于功能比较简单的os.system()，更加倾向于使用subprocess模块来执行外部程序。

模块介绍

subprocess.run()

使用subprocess.run()执行命令的时候，父进程会一直等待直到子进程结束后才会继续运行父进程

subprocess.run(args, *, stdin=None, input=None, stdout=None, stderr=None, shell=False, timeout=None, check=False)

"""
参数介绍

    1. args: cmd命令
    2. stdin: 传递参数进来
    3. input: 传递参数进来，使用input的时候不能使用stdin
    4. stdout: 外部程序的输出，可以指定通过管道(subprocess.PIPE)
    5. stderr: 外部程序的报错输出, 可以指定通过管道(subprocess.PIPE)或者和stdout使用同一句柄(stderr=subprocess.STDOUT)
    6. shell: 是否通过shell执行命令
    7. timeout: 如果超时则终止子进程，该参数被传递给Popen.communicate()
    8. check: 检查returncode是否为0，如果不为0则引发subprocess.CalledProcessError错误, 可以通过try....except...捕获

"""

实例

import subprocess as sp

# 三种方式构造命令
sp.run('ls -l', shell=True)

sp.run(['ls', '-l'], shell=True)

sp.run(' '.join(['ls', '-l']), shell=True)

# 判断是否正确执行命令
sp.run('ls -l', shell=True, check=True)

# 获取命令的输出
p = sp.run('ls -l', shell=True, check=True, stdout=sp.PIPE, stderr=sp.PIPE)

print(p.stdout.read())

# 使用stdin接受数据传入
p1 = sp.run('ls -l', shell=True, check=True, stdout=sp.PIPE, stderr=sp.PIPE)

print(p1.stdout.read())

p2 = sp.run('grep lovefish', shell=True, check=True, stdin=p1.stdout, stdout=sp.PIPE, stderr=sp.PIPE)

print(p2.stdout.read())

例子

subprocess.Popen()

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=())

"""
参数介绍

    1. args：cmd命令，字符串或者列表
    2. bufsize：0：无缓冲； 1：行缓冲，只可以在universal_newlines=True时被使用；其他正值则为缓冲区的大小；负数则为使用系统默认缓冲
    3. executable：一般不使用，用来表示shell程序
    4. stdin：传递数据进来
    5. stdout：命令的输出，可以指定通过管道输出(subprocess.PIPE)
    6. stderr：命令的报错输出，可以通过管道(subprocess.PIPE)或者和stdout使用同一句柄输出(subprocess.STDOUT)
    7. preexec_fns： 在exec之前执行
    8. close_fds：如果为真，在unix下，则关闭除0，1，2之外的文件。在windows下无法设置close_fds为真和重定向stderr和stdout
    9. shell：是否通过shell执行命令
    10. cwd：命令执行的工作目录
    11. env：设置环境变量
    12. universal_newlines：让返回数据以文本字符串输出

函数介绍

    1. Popen.poll()：检查子进程是否结束
    2. Popen.wait()：等待直到子进程结束
    3. Popen.communicate()：内部数据交互，将数据发送给stdin，返回stdout和stderr
    4. Popen.send_signal()：发送信号给子进程
    5. Popen.terminate()：终止子进程，unix下对应SIGTERM，windows下对应TerminateProcess()
    6. Popen.kill()：杀死子进程，unix下对应SIGKILL，windows下和terminate()一致

对象介绍

    1. Popen.args：命令
    2. Popen.stdout：命令的输出
    3. Popen.stderr：命令的报错输出
    4. Popen.stdin：命令接受的数据
    5. Popen.pid：子进程的ID
    6. Popen.returncode：返回值

"""

实例

import subprocess as sp

#  父进程不等待子进程
p = sp.Popen('ls -l', shell=True,  stdout=sp.PIPE, stderr=sp.PIPE)

# 父进程等待子进程结束之后再继续运行
p = sp.Popen('ls -l', shell=True,  stdout=sp.PIPE, stderr=sp.PIPE)

p.wait()

# 使用内容管理器
with Popen(["ls -l"], stdout=PIPE) as proc:
　　print(proc.stdout.read())

注意

在使用管道(PIPE)输出stdout或者stderr时，请注意输出的数据量不能超过PIPE的上限，否则就会出现PIPE被阻塞，导致程序被阻塞无法继续运行，可以通过使用Popen.communicate()把stdout和stderr的输出存到内存中来缓解由于PIPE过小导致subprocess.Popen()无法继续运行程序的问题

Reference

subprocess 官方文档