python标准模块subprocess

2016/09/27 20:45
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在Linux运维过程中经常在python中执行系统命令,我是用过subprocess和commands两个标准模块。我个人的总结如下:

  1. subprocess功能更加强大可以支持管道,重定向等功能
  2. commands用于执行单个简单命令

subprocess介绍

subprocess的主要的执行类包括

subprocess.call()
父进程等待子进程完成
返回退出信息(returncode,相当于exit code),此类的执行过程类似于commands的getstatus

subprocess.check_call()
父进程等待子进程完成
返回0
检查退出信息,如果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,如果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。此类的执行过程类似于commands的getoutput。

这三个函数的使用方法相类似,我们以subprocess.call()来说明:
import subprocess
rc = subprocess.call(["ls","-l"])
我们将程序名(ls)和所带的参数(-l)一起放在一个表中传递给subprocess.call()

可以通过一个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)
我们使用了shell=True这个参数。这个时候,我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,这些命令必须通过shell运行,$cd。shell=True允许我们运行这样一些命令。
 

subprocess.Popen()
实际上,我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我们容易使用子进程。当我们想要更个性化我们的需求的时候,就要转向Popen类,该类生成的对象用来代表子进程。
与上面的封装不同,Popen对象创建后,主程序不会自动等待子进程完成。我们必须调用对象的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之后并没有等待child的完成,而是直接运行print。


对比等待的情况:
import subprocess
child = subprocess.Popen(["ping","-c","5","www.google.com"])
child.wait()
print("parent process")
 
此外,你还可以在父进程中对子进程进行其它操作,比如我们上面例子中的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可以通过如下属性表示:
child.stdin
child.stdout
child.stderr
 

我们可以在Popen()建立子进程的时候改变标准输入、标准输出和标准错误,并可以利用subprocess.PIPE将多个子进程的输入和输出连接在一起,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。

 

我们还可以利用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")
我们启动子进程之后,cat会等待输入,直到我们用communicate()输入"vamei"。
 

communicate()的参数为标准输入,返回值为标准输出和标准错误输出。如果在Popen中重定向了标准输出,可以通过调用communicate函数获得输出。也可以通过调用子进程的stdout属性的readlines函数获得输出内容。stdout的输出内容举例:

import subprocess
child = subprocess.Popen(["df -h"], stdout=subprocess.PIPE)
for i in child.stdout.readlines():

    print i

通过使用subprocess包,我们可以运行外部程序。这极大的拓展了Python的功能。如果你已经了解了操作系统的某些应用,你可以从Python中直接调用该应用(而不是完全依赖Python),并将应用的结果输出给Python,并让Python继续处理。shell的功能(比如利用文本流连接各个应用),就可以在Python中实现。


 

 

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