Python：subprocess模块

简介：subprocess是子流程，即进程的意思，该模块可以启动一个新进程，并连接到它们的输入/输出/错误管道，从而获取返回值。

常用方法和接口：
1、subprocess.run()
2、subprocess.call()
3、subprocess.check_call()
4、subprocess.getstatusoutput()
5、subprocess.getoutput()
6、subprocess.check_output()
7、subprocess.Popen()

subprocess.run()解析：

常用参数：
args：表示要执行的命令。必须是一个字符串，字符串参数列表。
stdin、stdout 和 stderr：子进程的标准输入、输出和错误。其值可以是 subprocess.PIPE、subprocess.DEVNULL、一个已经存在的文件描述符、已经打开的文件对象或者 None。subprocess.PIPE 表示为子进程创建新的管道。subprocess.DEVNULL 表示使用 os.devnull。默认使用的是 None，表示什么都不做。另外，stderr 可以合并到 stdout 里一起输出。
timeout：设置命令超时时间。如果命令执行时间超时，子进程将被杀死，并弹出 TimeoutExpired 异常。
check：如果该参数设置为 True，并且进程退出状态码不是 0，则弹 出 CalledProcessError 异常。
encoding: 如果指定了该参数，则 stdin、stdout 和 stderr 可以接收字符串数据，并以该编码方式编码。否则只接收 bytes 类型的数据。
shell：如果该参数为 True，将通过操作系统的 shell 执行指定的命令。

subprocess.Popen()解析：Popen 是 subprocess的核心，子进程的创建和管理

常用参数：
args：shell命令，可以是字符串或者序列类型（如：list，元组）
bufsize：缓冲区大小。当创建标准流的管道对象时使用，默认-1。
0：不使用缓冲区
1：表示行缓冲，仅当universal_newlines=True时可用，也就是文本模式
正数：表示缓冲区大小
负数：表示使用系统默认的缓冲区大小。
stdin, stdout, stderr：分别表示程序的标准输入、输出、错误句柄
preexec_fn：只在 Unix 平台下有效，用于指定一个可执行对象（callable object），它将在子进程运行之前被调用
shell：如果该参数为 True，将通过操作系统的 shell 执行指定的命令。
cwd：用于设置子进程的当前目录。
env：用于指定子进程的环境变量。如果 env = None，子进程的环境变量将从父进程中继承。

Popen 对象方法：

poll(): 检查进程是否终止，如果终止返回 returncode，否则返回 None。
wait(timeout): 等待子进程终止。
communicate(input,timeout): 和子进程交互，发送和读取数据。
send_signal(singnal): 发送信号到子进程 。
terminate(): 停止子进程,也就是发送SIGTERM信号到子进程。
kill(): 杀死子进程。发送 SIGKILL 信号到子进程。

subprocess.run()案例：

import subprocess

print(subprocess.run(["pip", "list"]))

subprocess.call()案例：执行命令，返回命令的结果和执行状态，0或者非0

import subprocess

result1 = subprocess.call(["pip", "list"])
print("*" * 30)
print(result1)  # 0

result2 = subprocess.call(["pip", "list1"])
print("*" * 30)
print(result2)  # -1

# 运行结果
# ******************************
# 0
# ERROR: unknown command "list1" - maybe you meant "list"
# ******************************
# 1

subprocess.check_call()案例：执行命令，返回结果和状态，正常为0 ，执行错误则抛出异常

import subprocess

result1 = subprocess.check_call(["pip", "list"])
print("*" * 30)
print(result1)

result2 = subprocess.check_call(["pip", "list2"])
print("*" * 30)
print(result2)

# 运行结果，运行错误，抛出异常。
# ******************************
# 0
#    raise CalledProcessError(retcode, cmd)
# subprocess.CalledProcessError: Command '['pip', 'list2']' returned non-zero exit status 1.

subprocess.getstatusoutput()案例：接受字符串形式的命令，返回 一个元组形式的结果，第一个元素是命令执行状态，第二个为执行结果。

import subprocess

result1 = subprocess.getstatusoutput("pip --version")
print(result1)

# 返回：第一个元素0， 第二个为执行结果
# (0, 'pip 21.1.3 from C:\\lib\\site-packages\\pip (python 3.9)\n')


result2 = subprocess.getstatusoutput("pip -vesi")
print(result2)

# 执行失败的案例
# (2, '\nUsage:   \n  pip  [options]\n\nno such option: -e')

subprocess.getoutput()案例：接受字符串形式的命令，放回执行结果

import subprocess

result1 = subprocess.getoutput("pip --version")
print(result1)
# 返回
# pip 21.1.3 from D:\\lib\site-packages\pip (python 3.9)


result2 = subprocess.getoutput("pip -vesi")
print(result2)
# 返回
# Usage:   
#   pip  [options]
# 
# no such option: -e

subprocess.check_output()案例：执行命令，返回执行的结果，而不是打印

import subprocess

result1 = subprocess.check_output("pip --version")
print(result1)
# 返回
# b'pip 21.1.3 from D:\\lib\\site-packages\\pip (python 3.9)\r\r\n'


result2 = subprocess.check_output("pip -vesi")
print(result2)
# 返回
#     raise CalledProcessError(retcode, process.args,
# subprocess.CalledProcessError: Command 'pip -vesi' returned non-zero exit status 2.

subprocess.Popen()综合案例：案例中视频长度代码，请参考 - Python：获取视频时长 - 实践场景

# coding:utf-8
import time
import datetime
import subprocess
from analysis_video import video_duration

file = r"C:\Users\videos\duck.mp4"  # 请根据实际情况填写视频路径
video_time = video_duration(file)
print(video_time)
video_pid = subprocess.Popen(f'C:\Program Files\Windows Media Player\wmplayer.exe {file}')


# poll(): 检查进程是否终止，如果终止返回 returncode，否则返回 None。
print(f"now:{datetime.datetime.now()}. - 当前返回状态：{video_pid.poll()}")
# now:2021-11-28 11:20:48.504796. - 当前返回状态：None

# 获取当前执行子shell的程序的进程号
print("当前执行进程号为：{}".format(video_pid.pid))

sleeps = int(video_time) + 2
print(f"根据视频时长等待:{sleeps}秒")
time.sleep(sleeps)

# kill(): 杀死子进程。发送 SIGKILL 信号到子进程。
video_pid.kill()
time.sleep(1)
print(f"now:{datetime.datetime.now()}. - 当前返回状态：{video_pid.poll()}")
# now:2021-11-28 11:21:05.520822. - 当前返回状态：1

# wait()
# 等待命令执行完成，并且返回结果状态
print(video_pid.wait())  # 1

运行结果：

附，各种信号总结：

SIGHUP 终止进程 终端线路挂断
SIGINT 终止进程 中断进程
SIGQUIT 建立CORE文件终止进程，并且生成core文件
SIGILL 建立CORE文件 非法指令
SIGTRAP 建立CORE文件 跟踪自陷
SIGBUS 建立CORE文件 总线错误
SIGSEGV 建立CORE文件 段非法错误
SIGFPE 建立CORE文件 浮点异常
SIGIOT 建立CORE文件 执行I/O自陷
SIGKILL 终止进程 杀死进程
SIGPIPE 终止进程 向一个没有读进程的管道写数据
SIGALARM 终止进程 计时器到时
SIGTERM 终止进程 软件终止信号
SIGSTOP

   停止进程     非终端来的停止信号
SIGTSTP   停止进程     终端来的停止信号
SIGCONT   忽略信号     继续执行一个停止的进程
SIGURG   忽略信号     I/O紧急信号
SIGIO     忽略信号     描述符上可以进行I/O
SIGCHLD   忽略信号     当子进程停止或退出时通知父进程
SIGTTOU   停止进程     后台进程写终端
SIGTTIN   停止进程     后台进程读终端
SIGXGPU   终止进程     CPU时限超时
SIGXFSZ   终止进程     文件长度过长
SIGWINCH   忽略信号     窗口大小发生变化
SIGPROF   终止进程     统计分布图用计时器到时
SIGUSR1   终止进程     用户定义信号1
SIGUSR2   终止进程     用户定义信号2
SIGVTALRM 终止进程     虚拟计时器到时

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