Python标准库06 子进程 (subprocess包)

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这里的内容以Linux进程基础和Linux文本流为基础。subprocess包主要功能是执行外部的命令和程序。好比说，我须要使用wget下载文件。我在Python中调用wget程序。从这个意义上来讲，subprocess的功能与shell相似。

 

subprocess以及经常使用的封装函数

当咱们运行python的时候，咱们都是在建立并运行一个进程。正如咱们在Linux进程基础中介绍的那样，一个进程能够fork一个子进程，并让这个子进程exec另一个程序。在Python中，咱们经过标准库中的subprocess包来fork一个子进程，并运行一个外部的程序(fork，exec见Linux进程基础)。

 

subprocess包中定义有数个建立子进程的函数，这些函数分别以不一样的方式建立子进程，因此咱们能够根据须要来从中选取一个使用。另外subprocess还提供了一些管理标准流(standard stream)和管道(pipe)的工具，从而在进程间使用文本通讯。

 

使用subprocess包中的函数建立子进程的时候，要注意:

1) 在建立子进程以后，父进程是否暂停，并等待子进程运行。

2) 函数返回什么

3) 当returncode不为0时，父进程如何处理。

 

subprocess.call()
父进程等待子进程完成
返回退出信息(returncode，至关于exit code，见Linux进程基础)

 

subprocess.check_call()

父进程等待子进程完成

返回0

检查退出信息，若是returncode不为0，则举出错误subprocess.CalledProcessError，该对象包含有returncode属性，可用try...except...来检查(见Python错误处理)。

 

subprocess.check_output()

父进程等待子进程完成

返回子进程向标准输出的输出结果

检查退出信息，若是returncode不为0，则举出错误subprocess.CalledProcessError，该对象包含有returncode属性和output属性，output属性为标准输出的输出结果，可用try...except...来检查。

 

这三个函数的使用方法相相似，咱们以subprocess.call()来讲明:

import subprocess rc = subprocess.call(["ls","-l"])

咱们将程序名(ls)和所带的参数(-l)一块儿放在一个表中传递给subprocess.call()

 

能够经过一个shell来解释一整个字符串:

import subprocess out = subprocess.call("ls -l", shell=True) out = subprocess.call("cd ..", shell=True)

咱们使用了shell=True这个参数。这个时候，咱们使用一整个字符串，而不是一个表来运行子进程。Python将先运行一个shell，再用这个shell来解释这整个字符串。

shell命令中有一些是shell的内建命令，这些命令必须经过shell运行，$cd。shell=True容许咱们运行这样一些命令。

 

Popen()

实际上，咱们上面的三个函数都是基于Popen()的封装(wrapper)。这些封装的目的在于让咱们容易使用子进程。当咱们想要更个性化咱们的需求的时候，就要转向Popen类，该类生成的对象用来表明子进程。

 

与上面的封装不一样，Popen对象建立后，主程序不会自动等待子进程完成。咱们必须调用对象的wait()方法，父进程才会等待 (也就是阻塞block)：

import subprocess child = subprocess.Popen(["ping","-c","5","www.google.com"]) print("parent process")

从运行结果中看到，父进程在开启子进程以后并无等待child的完成，而是直接运行print。

 

对比等待的状况:

import subprocess child = subprocess.Popen(["ping","-c","5","www.google.com"]) child.wait() print("parent process")

 

此外，你还能够在父进程中对子进程进行其它操做，好比咱们上面例子中的child对象:

child.poll()           # 检查子进程状态

child.kill()           # 终止子进程

child.send_signal()    # 向子进程发送信号

child.terminate()      # 终止子进程

 

子进程的PID存储在child.pid

 

子进程的文本流控制

(沿用child子进程) 子进程的标准输入，标准输出和标准错误也能够经过以下属性表示:

child.stdin

child.stdout

child.stderr

 

咱们能够在Popen()创建子进程的时候改变标准输入、标准输出和标准错误，并能够利用subprocess.PIPE将多个子进程的输入和输出链接在一块儿，构成管道(pipe):

import subprocess child1 = subprocess.Popen(["ls","-l"], stdout=subprocess.PIPE) child2 = subprocess.Popen(["wc"], stdin=child1.stdout,stdout=subprocess.PIPE) out = child2.communicate() print(out) 

subprocess.PIPE实际上为文本流提供一个缓存区。child1的stdout将文本输出到缓存区，随后child2的stdin从该PIPE中将文本读取走。child2的输出文本也被存放在PIPE中，直到communicate()方法从PIPE中读取出PIPE中的文本。

要注意的是，communicate()是Popen对象的一个方法，该方法会阻塞父进程，直到子进程完成。

 

咱们还能够利用communicate()方法来使用PIPE给子进程输入:

import subprocess child = subprocess.Popen(["cat"], stdin=subprocess.PIPE) child.communicate("vamei")

咱们启动子进程以后，cat会等待输入，直到咱们用communicate()输入"vamei"。

 

经过使用subprocess包，咱们能够运行外部程序。这极大的拓展了Python的功能。若是你已经了解了操做系统的某些应用，你能够从Python中直接调用该应用(而不是彻底依赖Python)，并将应用的结果输出给Python，并让Python继续处理。shell的功能(好比利用文本流链接各个应用)，就能够在Python中实现。

 

总结

subprocess.call, subprocess.check_call(), subprocess.check_output()

subprocess.Popen(), subprocess.PIPE

Popen.wait(), Popen.communicate()