调用系统程序

subprocess的目标是启动一个新的进程并与之进行通讯。

subprocess.Popen

这个模块主要就提供一个类Popen：

class subprocess.Popen( args, 
      bufsize=0, 
      executable=None,
      stdin=None,
      stdout=None, 
      stderr=None, 
      preexec_fn=None, 
      close_fds=False, 
      shell=False, 
      cwd=None, 
      env=None, 
      universal_newlines=False, 
      startupinfo=None, 
      creationflags=0)

这堆东西真让人抓狂：

args	字符串或者列表
bufsize	0 无缓冲 1 行缓冲 其他正值 缓冲区大小 负值 采用默认系统缓冲(一般是全缓冲)
executable	一般不用吧，args字符串或列表第一项表示程序名
stdin stdout stderr	None 没有任何重定向，继承父进程 PIPE 创建管道 文件对象 文件描述符(整数) stderr 还可以设置为 STDOUT
preexec_fn	钩子函数， 在fork和exec之间执行。(unix)
close_fds	unix 下执行新进程前是否关闭0/1/2之外的文件 windows下不继承还是继承父进程的文件描述符
shell	为真的话 unix下相当于args前面添加了 "/bin/sh“ ”-c” window下，相当于添加"cmd.exe /c"
cwd	设置工作目录
env	设置环境变量
universal_newlines	各种换行符统一处理成 '\n'
startupinfo	window下传递给CreateProcess的结构体
creationflags	windows下，传递CREATE_NEW_CONSOLE创建自己的控制台窗口

• 当初最感到困扰的就是 args 参数。可以是一个字符串，可以是一个列表。

 

subprocess.Popen(["gedit","abc.txt"])
subprocess.Popen("gedit abc.txt")

这两个之中，后者将不会工作。因为如果是一个字符串的话，必须是程序的路径才可以。(考虑unix的api函数 exec，接受的是字符串列表)

• 但是下面的可以工作

 

subprocess.Popen("gedit abc.txt", shell=True)

这是因为它相当于

subprocess.Popen(["/bin/sh", "-c", "gedit abc.txt"])

都成了sh的参数，就无所谓了

• 在Windows下，下面的却又是可以工作的

 

subprocess.Popen(["notepad.exe", "abc.txt"])
subprocess.Popen("notepad.exe abc.txt")

这是由于windows下的api函数CreateProcess接受的是一个字符串。即使是列表形式的参数，也需要先合并成字符串再传递给api函数。

• 类似上面

 

subprocess.Popen("notepad.exe abc.txt" shell=True)

等价于

subprocess.Popen("cmd.exe /C "+"notepad.exe abc.txt" shell=True)

subprocess.call*

模块还提供了几个便利函数（这本身也算是很好的Popen的使用例子了）

• call() 执行程序，并等待它完成

 

def call(*popenargs, **kwargs):
    return Popen(*popenargs, **kwargs).wait()

• check_call() 调用前面的call，如果返回值非零，则抛出异常

 

def check_call(*popenargs, **kwargs):
    retcode = call(*popenargs, **kwargs)
    if retcode:
        cmd = kwargs.get("args")
        raise CalledProcessError(retcode, cmd)
    return 0

• check_output() 执行程序，并返回其标准输出

 

def check_output(*popenargs, **kwargs):
    process = Popen(*popenargs, stdout=PIPE, **kwargs)
    output, unused_err = process.communicate()
    retcode = process.poll()
    if retcode:
        cmd = kwargs.get("args")
        raise CalledProcessError(retcode, cmd, output=output)
    return output

Popen对象

该对象提供有不少方法函数可用。而且前面已经用到了wait()/poll()/communicate()

poll()	检查是否结束，设置返回值
wait()	等待结束，设置返回值
communicate()	参数是标准输入，返回标准输出和标准出错
send_signal()	发送信号 (主要在unix下有用)
terminate()	终止进程，unix对应的SIGTERM信号，windows下调用api函数TerminateProcess()
kill()	杀死进程(unix对应SIGKILL信号)，windows下同上
stdin stdout stderr	参数中指定PIPE时，有用
pid	进程id
returncode	进程返回值

 

 

 

1. 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。

 

2. 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

 

3. 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"。