Python標準庫子進程subprocess套件的詳細介紹

這裡的內容以Linux進程基礎和Linux文字流為基礎。 subprocess套件主要功能是執行外部的命令和程式。比如說，我需要使用wget下載檔案。我在Python中呼叫wget程式。從這個意義上來說，subprocess的功能與shell類似。

subprocess以及常用的封裝函數

當我們執行python的時候，我們都是在建立並執行一個行程。正如我們在Linux進程基礎中介紹的那樣，一個進程可以fork一個子進程，並讓這個子進程exec另外一個程式。在Python中，我們透過標準函式庫中的subprocess套件來fork一個子進程，並執行一個外部的程式(fork，exec見Linux進程基礎)。

subprocess套件中定義有幾個建立子進程的函數，這些函數分別以不同的方式建立子進程，所以我們可以根據需要來從中選取一個使用。另外subprocess也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字通訊。

使用subprocess套件中的函數建立子進程的時候，要注意:

1) 在建立子進程之後，父進程是否暫停，並等待子進程運行。

2) 函數傳回什麼

3) 當returncode不為0時，父行程如何處理。

subprocess.call()

父進程等待子進程完成

返回退出訊息(returncode，相當於exit code，見Linux進程基礎)

#

subprocess.check_call()

父親處理子程序完成

返回0

檢查退出訊息，如果returncode不為0，則舉出錯誤subprocess.CalledProcessError，該物件包含有returncode屬性，可用try...except...來檢查(見Python錯誤處理)。

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

檢查退出訊息，如果returncode不為0，則舉出錯誤subprocess.CalledProcessError，物件包含有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，我們以subprocess.call()來說明:

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

我們將程式名稱(ls)和所帶的參數(-l)一起放在一個表中傳遞給subprocess.call()

# 可以透過一個shell來解釋一整個字串:

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

#我們使用了shell=True這個參數。這個時候，我們使用一整個字串，而不是一個表來運行子程序。 Python會先運行一個shell，再用這個shell來解釋這整個字串。

shell指令中有一些是shell的內建指令，這些指令必須透過shell運行，$cd。 shell=True允許我們執行這樣一些命令。

Popen()

實際上，我們上面的三個函數都是基於Popen()的封裝(wrapper)。這些封裝的目的在於讓我們容易使用子程序。當我們想要更個人化我們的需求的時候，就要轉向Popen類，該類別產生的物件用來代表子進程。

與上面的封裝不同，Popen物件建立後，主程式不會自動等待子程序完成。我們必須呼叫物件的wait()方法，父行程才會等待(也就是阻塞block)：

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

從執行結果看到，父行程在開啟子進程之後並沒有等待child的完成，而是直接運行print。

對比等待的情況:

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

此外，你還可以在父進程中對子進程進行其它操作，例如我們上面例子中的child物件:

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

子程序的PID儲存在child.pid

子程序的文字流控制
##(沿用child子程序) 子程序的標準輸入，標準輸出和標準錯誤也可以透過以下屬性表示:

 child.stdin

 child.stdout

#  child.stderr

我們可以在Popen()建立子程序的時候改變標準輸入、標準輸出和標準錯誤，並且可以利用subprocess.PIPE將多個子程序的輸入和輸出連接在一起，構成管道(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實際上會為文字流提供一個快取區。 child1的stdout將文字輸出到快取區，隨後child2的stdin從該PIPE中將文字讀走。 child2的輸出文字也被存放在PIPE中，直到communicate()方法從PIPE中讀取出PIPE中的文字。

要注意的是，communicate()是Popen物件的一個方法，該方法會阻塞父進程，直到子進程完成。

我們也可以利用communicate()方法來使用PIPE給子程序輸入:

#

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()

以上是Python標準庫子進程subprocess套件的詳細介紹的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！