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subprocess包主要功能是执行外部的命令和程序 (子进程)

 飞儿飞
发布于 2016/12/09 14:13
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这里的内容以Linux进程基础Linux文本流为基础。subprocess包主要功能是执行外部的命令和程序。比如说,我需要使用wget下载文件。我在Python中调用wget程序。从这个意义上来说,subprocess的功能与shell类似。

 

subprocess以及常用的封装函数

当我们运行python的时候,我们都是在创建并运行一个进程。正如我们在Linux进程基础中介绍的那样,一个进程可以fork一个子进程,并让这个子进程exec另外一个程序。在Python中,我们通过标准库中的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包中定义有数个创建子进程的函数,这些函数分别以不同的方式创建子进程,所以我们可以根据需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信。

 

使用subprocess包中的函数创建子进程的时候,要注意:

1) 在创建子进程之后,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,相当于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,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。

 

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。

 

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"。

 

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。

 

总结

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

subprocess.Popen(), subprocess.PIPE

Popen.wait(), Popen.communicate()

© 著作权归作者所有

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Python标准库06 子进程 (subprocess包)

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