subprocess包主要功能是執行外部的命令和程序 (子進程)

這裏的內容以Linux進程基礎和Linux文本流爲基礎。subprocess包主要功能是執行外部的命令和程序。好比說，我須要使用wget下載文件。我在Python中調用wget程序。從這個意義上來講，subprocess的功能與shell相似。

 

subprocess以及經常使用的封裝函數

當咱們運行python的時候，咱們都是在建立並運行一個進程。正如咱們在Linux進程基礎中介紹的那樣，一個進程能夠fork一個子進程，並讓這個子進程exec另一個程序。在Python中，咱們經過標準庫中的subprocess包來fork一個子進程，並運行一個外部的程序(fork，exec見Linux進程基礎)。

 

subprocess包中定義有數個建立子進程的函數，這些函數分別以不一樣的方式建立子進程，因此咱們能夠根據須要來從中選取一個使用。另外subprocess還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本通訊。

 

使用subprocess包中的函數建立子進程的時候，要注意:

1) 在建立子進程以後，父進程是否暫停，並等待子進程運行。

2) 函數返回什麼

3) 當returncode不爲0時，父進程如何處理。

 

subprocess.call()
父進程等待子進程完成

返回退出信息(returncode，至關於exit code，見Linux進程基礎)

 

subprocess.check_call()

父進程等待子進程完成

返回0

檢查退出信息，若是returncode不爲0，則舉出錯誤subprocess.CalledProcessError，該對象包含有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

檢查退出信息，若是returncode不爲0，則舉出錯誤subprocess.CalledProcessError，該對象包含有returncode屬性和output屬性，output屬性爲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相似，咱們以subprocess.call()來講明:

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

咱們將程序名(ls)和所帶的參數(-l)一塊兒放在一個表中傳遞給subprocess.call()

 

能夠經過一個shell來解釋一整個字符串:

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

咱們使用了shell=True這個參數。這個時候，咱們使用一整個字符串，而不是一個表來運行子進程。Python將先運行一個shell，再用這個shell來解釋這整個字符串。

shell命令中有一些是shell的內建命令，這些命令必須經過shell運行，$cd。shell=True容許咱們運行這樣一些命令。

 

Popen()

實際上，咱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咱們容易使用子進程。當咱們想要更個性化咱們的需求的時候，就要轉向Popen類，該類生成的對象用來表明子進程。

 

與上面的封裝不一樣，Popen對象建立後，主程序不會自動等待子進程完成。咱們必須調用對象的wait()方法，父進程纔會等待 (也就是阻塞block)：

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

從運行結果中看到，父進程在開啓子進程以後並無等待child的完成，而是直接運行print。

 

對比等待的狀況:

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

此外，你還能夠在父進程中對子進程進行其它操做，好比咱們上面例子中的child對象:

child.poll()           # 檢查子進程狀態

child.kill()           # 終止子進程

child.send_signal()    # 向子進程發送信號

child.terminate()      # 終止子進程

 

子進程的PID存儲在child.pid

 

子進程的文本流控制

(沿用child子進程) 子進程的標準輸入，標準輸出和標準錯誤也能夠經過以下屬性表示:

child.stdin

child.stdout

child.stderr

 

咱們能夠在Popen()創建子進程的時候改變標準輸入、標準輸出和標準錯誤，並能夠利用subprocess.PIPE將多個子進程的輸入和輸出鏈接在一塊兒，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實際上爲文本流提供一個緩存區。child1的stdout將文本輸出到緩存區，隨後child2的stdin從該PIPE中將文本讀取走。child2的輸出文本也被存放在PIPE中，直到communicate()方法從PIPE中讀取出PIPE中的文本。

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

咱們還能夠利用communicate()方法來使用PIPE給子進程輸入:

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

咱們啓動子進程以後，cat會等待輸入，直到咱們用communicate()輸入"vamei"。

 

經過使用subprocess包，咱們能夠運行外部程序。這極大的拓展了Python的功能。若是你已經瞭解了操做系統的某些應用，你能夠從Python中直接調用該應用(而不是徹底依賴Python)，並將應用的結果輸出給Python，並讓Python繼續處理。shell的功能(好比利用文本流鏈接各個應用)，就能夠在Python中實現。

 

總結

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

subprocess.Popen(), subprocess.PIPE

Popen.wait(), Popen.communicate()