Python学习笔记13：标准库之子进程（subprocess包）

ubprocess包主要功能是运行外部的命令和程序。从这个意义上来说，subprocess的功能与shell类似。

subprocess以及经常使用的封装函数
当我们执行python的时候，我们都是在创建并执行一个进程。

在Python中。我们通过标准库中的subprocess包来fork一个子进程，并执行一个外部的程序。

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。所以我们能够依据须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，并等待子进程执行。
2) 函数返回什么
3) 当returncode不为0时，父进程怎样处理。

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

subprocess.check_call()
父进程等待子进程完毕
返回0
检查退出信息，假设returncode不为0，则举出错误subprocess.CalledProcessError，
该对象包括有returncode属性，可用try…except…来检查。

subprocess.check_output()
父进程等待子进程完毕
返回子进程向标准输出的输出结果
检查退出信息，假设returncode不为0，则举出错误subprocess.CalledProcessError。
该对象包括有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。

这三个函数的用法相类似，以subprocess.call()来说明:
import subprocess
rc = subprocess.call(["ls","-l"])
将程序名(ls)和所带的參数(-l)一起放在一个表中传递给subprocess.call()

能够通过一个shell来解释一整个字符串:

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

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

使用了shell=True这个參数，这个时候，我们使用一整个字符串，而不是一个表来执行子进程。
Python将先执行一个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执行。$cd。shell=True同意我们执行这样一些命令。

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easy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。主程序不会自己主动等待子进程完毕。
我们必须调用对象的wait()方法。父进程才会等待 (也就是堵塞block)：

从执行结果中看到，父进程在开启子进程之后并没有等待child的完毕。而是直接执行print。
对照等待的情况:

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

此外。你还能够在父进程中对子进程进行其他操作，比方我们上面样例中的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

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也能够通过例如以下属性表示:
child.stdin
child.stdout
child.stderr
我们能够在Popen()建立子进程的时候改变标准输入、标准输出和标准错误。
并能够利用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，该方法会堵塞父进程，直到子进程完毕。

我们还能够利用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”。

通过使用subprocess包。我们能够执行外部程序。

这极大的拓展了Python的功能。
假设你已经了解了操作系统的某些应用。你能够从Python中直接调用该应用(而不是全然依赖Python)。并将应用的结果输出给Python，并让Python继续处理。

shell的功能(比方利用文本流连接各个应用)。就能够在Python中实现。