subprocess模块

一、subprocess以及常用的封装函数
运行python的时候，我们都是在创建并运行一个进程。像Linux进程那样，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。
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。

subprocess.call()
父进程等待子进程完成
返回退出信息(returncode，相当于Linux exit code)

常用方法：

subprocess.call()：执行命令，并返回执行状态，其中shell参数为False时，命令需要通过列表的方式传入，当shell为True时，可直接传入命令

>>> a = subprocess.call(['df','-hT'],shell=False)
Filesystem    Type    Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/sda2     ext4     94G   64G   26G  72% /
tmpfs        tmpfs    2.8G     0  2.8G   0% /dev/shm
/dev/sda1     ext4    976M   56M  853M   7% /boot

>>> a = subprocess.call('df -hT',shell=True)
Filesystem    Type    Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/sda2     ext4     94G   64G   26G  72% /
tmpfs        tmpfs    2.8G     0  2.8G   0% /dev/shm
/dev/sda1     ext4    976M   56M  853M   7% /boot
>>> print a0

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

subprocess.check_call()：用法与subprocess.call()类似，区别是，当返回值不为0时，直接抛出异常

>>> a = subprocess.check_call('df -hT',shell=True)
Filesystem    Type    Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/sda2     ext4     94G   64G   26G  72% /
tmpfs        tmpfs    2.8G     0  2.8G   0% /dev/shm
/dev/sda1     ext4    976M   56M  853M   7% /boot
>>> print a
>>> a = subprocess.check_call('dfdsf',shell=True)
/bin/sh: dfdsf: command not found
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
  File "/usr/lib64/python2.6/subprocess.py", line 502, in check_call
    raise CalledProcessError(retcode, cmd)
subprocess.CalledProcessError: Command 'dfdsf' returned non-zero exit status 127

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。

subprocess.check_output()：用法与上面两个方法类似，区别是，如果当返回值为0时，直接返回输出结果，如果返回值不为0，直接抛出异常。需要说明的是，该方法在python3.x中才有。

这三个函数的使用方法相类似，下面来以subprocess.call()举例说明:

代码如下:

>>> import subprocess
>>> retcode = subprocess.call(["ls", "-l"])
#和shell中命令ls -a显示结果一样
>>> print retcode
0

　　

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()

shell默认为False，在Linux下，shell=False时, Popen调用os.execvp()执行args指定的程序；shell=True时，如果args是字符串，Popen直接调用系统的Shell来执行args指定的程序，如果args是一个序列，则args的第一项是定义程序命令字符串，其它项是调用系统Shell时的附加参数。

上面例子也可以写成如下：

代码如下:

>>> retcode = subprocess.call("ls -l",shell=True)

　　

在Windows下，不论shell的值如何，Popen调用CreateProcess()执行args指定的外部程序。如果args是一个序列，则先用list2cmdline()转化为字符串，但需要注意的是，并不是MS Windows下所有的程序都可以用list2cmdline来转化为命令行字符串。

subprocess.Popen()

在一些复杂场景中，我们需要将一个进程的执行输出作为另一个进程的输入。在另一些场景中，我们需要先进入到某个输入环境，然后再执行一系列的指令等。这个时候我们就需要使用到suprocess的Popen()方法。该方法有以下参数：

args：shell命令，可以是字符串，或者序列类型，如list,tuple。

bufsize：缓冲区大小，可不用关心

stdin,stdout,stderr：分别表示程序的标准输入，标准输出及标准错误

shell：与上面方法中用法相同

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，则默认从父进程继承环境变量

universal_newlines：不同系统的的换行符不同，当该参数设定为true时，则表示使用 作为换行符

示例1，在/root下创建一个suprocesstest的目录：

>>> a = subprocess.Popen('mkdir subprocesstest',shell=True,cwd='/root')

　　

代码如下:

class 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)

　　

实际上，上面的几个函数都是基于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)，举例：

代码如下:

>>> import subprocess
>>> child = subprocess.Popen(['ping','-c','4','blog.linuxeye.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:

代码如下:

>>> import subprocess
>>> child = subprocess.Popen('ping -c4 blog.linuxeye.com',shell=True)
>>> child.wait()
>>> print 'parent process'

　　

从运行结果中看到，父进程在开启子进程之后并等待child的完成后，再运行print。
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:代码如下:

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

示例2，使用python执行几个命令：

import subprocess

obj = subprocess.Popen(["python"], stdin=subprocess.PIPE, stdout=subprocess.PIPE, stderr=subprocess.PIPE)
obj.stdin.write('print 1 
')
obj.stdin.write('print 2 
')
obj.stdin.write('print 3 
')
obj.stdin.write('print 4 
')
obj.stdin.close()

cmd_out = obj.stdout.read()
obj.stdout.close()
cmd_error = obj.stderr.read()
obj.stderr.close()

print cmd_out
print cmd_error

也可以使用如下方法：

import subprocess

obj = subprocess.Popen(["python"], stdin=subprocess.PIPE, stdout=subprocess.PIPE, stderr=subprocess.PIPE)
obj.stdin.write('print 1 
')
obj.stdin.write('print 2 
')
obj.stdin.write('print 3 
')
obj.stdin.write('print 4 
')

out_error_list = obj.communicate()
print out_error_list

示例3，将一个子进程的输出，作为另一个子进程的输入：

import subprocess
child1 = subprocess.Popen(["cat","/etc/passwd"], stdout=subprocess.PIPE)
child2 = subprocess.Popen(["grep","0:0"],stdin=child1.stdout, stdout=subprocess.PIPE)
out = child2.communicate()

其他方法：

import subprocess
child = subprocess.Popen('sleep 60',shell=True,stdout=subprocess.PIPE)
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

二、子进程的文本流控制
子进程的标准输入、标准输出和标准错误如下属性分别表示:

代码如下:

child.stdin
child.stdout
child.stderr

　　

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)，如下2个例子：

代码如下:

>>> import subprocess
>>> child1 = subprocess.Popen(["ls","-l"], stdout=subprocess.PIPE)
>>> print child1.stdout.read(),

#或者child1.communicate()

>>> import subprocess
>>> child1 = subprocess.Popen(["cat","/etc/passwd"], stdout=subprocess.PIPE)
>>> child2 = subprocess.Popen(["grep","0:0"],stdin=child1.stdout, stdout=subprocess.PIPE)
>>> out = child2.communicate()

 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。

注意：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

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当我们需要调用系统的命令的时候，最先考虑的os模块。用os.system()和os.popen()来进行操作。但是这两个命令过于简单，不能完成一些复杂的操作，如给运行的命令提供输入或者读取命令的输出，判断该命令的运行状态，管理多个命令的并行等等。这时subprocess中的Popen命令就能有效的完成我们需要的操作。

      subprocess模块允许一个进程创建一个新的子进程，通过管道连接到子进程的stdin/stdout/stderr，获取子进程的返回值等操作。 

这个模块一个类：Popen。

#Popen它的构造函数如下：
 
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)

# 参数args可以是字符串或者序列类型（如：list，元组），用于指定进程的可执行文件及其参数。
# 如果是序列类型，第一个元素通常是可执行文件的路径。我们也可以显式的使用executeable参
# 数来指定可执行文件的路径。在windows操作系统上，Popen通过调用CreateProcess()来创
# 建子进程,CreateProcess接收一个字符串参数，如果args是序列类型，系统将会通过
# list2cmdline()函数将序列类型转换为字符串。
# 
# 
# 参数bufsize：指定缓冲。我到现在还不清楚这个参数的具体含义，望各个大牛指点。
# 
# 参数executable用于指定可执行程序。一般情况下我们通过args参数来设置所要运行的程序。如
# 果将参数shell设为True，executable将指定程序使用的shell。在windows平台下，默认的
# shell由COMSPEC环境变量来指定。
# 
# 参数stdin, stdout, stderr分别表示程序的标准输入、输出、错误句柄。他们可以是PIPE，
# 文件描述符或文件对象，也可以设置为None，表示从父进程继承。
# 
# 参数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。
# 
# 参数Close_sfs：在windows平台下，如果close_fds被设置为True，则新创建的子进程将不会
# 继承父进程的输入、输出、错误管道。我们不能将close_fds设置为True同时重定向子进程的标准
# 输入、输出与错误(stdin, stdout, stderr)。
# 
# 如果参数shell设为true，程序将通过shell来执行。
# 
# 参数cwd用于设置子进程的当前目录。
# 
# 参数env是字典类型，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。
# 
# 参数Universal_newlines:不同操作系统下，文本的换行符是不一样的。如：windows下
# 用’/r/n’表示换，而Linux下用’/n’。如果将此参数设置为True，Python统一把这些换行符当
# 作’/n’来处理。
# 
# 参数startupinfo与createionflags只在windows下用效，它们将被传递给底层的
# CreateProcess()函数，用于设置子进程的一些属性，如：主窗口的外观，进程的优先级等等。

简单命令：

import subprocess
 
a=subprocess.Popen('ls')#  创建一个新的进程,与主进程不同步
 
print('>>>>>>>',a)#a是Popen的一个实例对象
 
'''
>>>>>>> <subprocess.Popen object at 0x10185f860>
__init__.py
__pycache__
log.py
main.py
 
'''
 
# subprocess.Popen('ls -l',shell=True)
 
# subprocess.Popen(['ls','-l'])

subprocess.PIPE

在创建Popen对象时，subprocess.PIPE可以初始化stdin, stdout或stderr参数。表示与子进程通信的标准流。

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import subprocess   # subprocess.Popen('ls') p=subprocess.Popen('ls',stdout=subprocess.PIPE)#结果跑哪去啦?   print(p.stdout.read())#这这呢:b'__pycache__ hello.py ok.py web '

这是因为subprocess创建了子进程，结果本在子进程中，if 想要执行结果转到主进程中，就得需要一个管道，即 ： stdout=subprocess.PIPE

subprocess.STDOUT

创建Popen对象时，用于初始化stderr参数，表示将错误通过标准输出流输出。

Popen的方法

Popen.poll() 
用于检查子进程是否已经结束。设置并返回returncode属性。

Popen.wait() 
等待子进程结束。设置并返回returncode属性。

Popen.communicate(input=None)
与子进程进行交互。向stdin发送数据，或从stdout和stderr中读取数据。可选参数input指定发送到子进程的参数。 Communicate()返回一个元组：(stdoutdata, stderrdata)。注意：如果希望通过进程的stdin向其发送数据，在创建Popen对象的时候，参数stdin必须被设置为PIPE。同样，如 果希望从stdout和stderr获取数据，必须将stdout和stderr设置为PIPE。

Popen.send_signal(signal) 
向子进程发送信号。

Popen.terminate()
停止(stop)子进程。在windows平台下，该方法将调用Windows API TerminateProcess（）来结束子进程。

Popen.kill()
杀死子进程。

Popen.stdin 
如果在创建Popen对象是，参数stdin被设置为PIPE，Popen.stdin将返回一个文件对象用于策子进程发送指令。否则返回None。

Popen.stdout 
如果在创建Popen对象是，参数stdout被设置为PIPE，Popen.stdout将返回一个文件对象用于策子进程发送指令。否则返回 None。

Popen.stderr 
如果在创建Popen对象是，参数stdout被设置为PIPE，Popen.stdout将返回一个文件对象用于策子进程发送指令。否则返回 None。

Popen.pid 
获取子进程的进程ID。

Popen.returncode 
获取进程的返回值。如果进程还没有结束，返回None。

supprocess模块的工具函数

supprocess模块提供了一些函数，方便我们用于创建进程来实现一些简单的功能。
 
subprocess.call(*popenargs, **kwargs)
运行命令。该函数将一直等待到子进程运行结束，并返回进程的returncode。如果子进程不需要进行交 互,就可以使用该函数来创建。
 
subprocess.check_call(*popenargs, **kwargs)
与subprocess.call(*popenargs, **kwargs)功能一样，只是如果子进程返回的returncode不为0的话，将触发CalledProcessError异常。在异常对象中，包 括进程的returncode信息。
 
check_output(*popenargs, **kwargs)
与call()方法类似，以byte string的方式返回子进程的输出，如果子进程的返回值不是0，它抛出CalledProcessError异常，这个异常中的returncode包含返回码，output属性包含已有的输出。
 
getstatusoutput(cmd)/getoutput(cmd)
这两个函数仅仅在Unix下可用，它们在shell中执行指定的命令cmd，前者返回(status, output)，后者返回output。其中，这里的output包括子进程的stdout和stderr。

import subprocess

#1
# subprocess.call('ls',shell=True)
'''
hello.py
ok.py
web
'''
# data=subprocess.call('ls',shell=True)
# print(data)
'''
hello.py
ok.py
web
'''

#2
# subprocess.check_call('ls',shell=True)

'''
hello.py
ok.py
web
'''
# data=subprocess.check_call('ls',shell=True)
# print(data)
'''
hello.py
ok.py
web
'''
# 两个函数区别:只是如果子进程返回的returncode不为0的话，将触发CalledProcessError异常



#3
# subprocess.check_output('ls')#无结果

# data=subprocess.check_output('ls')
# print(data)  #b'hello.py
ok.py
web
'

交互命令：

终端输入的命令分为两种：

• 输入即可得到输出，如：ifconfig
• 输入进行某环境，依赖再输入，如：python

需要交互的命令示例