Python 3 利用 subprocess 实现管道( pipe )交互操作读/写通信

这里我们用Windows下的shell来举例：

from subprocess import * #因为是举例，就全部导入了

为了方便你理解，我们用一个很简单的一段代码来说明：

可以看见我们利用Popen实例化了一个p，创建了子程序cmd.exe，然后我们给他的的Stdin（标准输入流）Stdout（标准输出流）;

同时使用了subprocess.PIPE 作为参数，这个是一个特殊值，用于表明这些通道要开放。(在Python3.5，加入了run()方法来进行更好的操作)

然后我们继续

这些信息是不是很眼熟？这都是cmd的标准输出！

然后就会输出这些：

我们刚刚所写入的信息"echo Hellwworlds\r\n"已经被写入了，看起来确实成功了！

注意一下我们使用了 p.stdin.flush() 来对输入缓存区进行刷新，输出的信息也需要一个 "\r\n"，至少在 Windows 系统下必须这样做，否则只刷新（p.stdin.flush）的话是无效的；

我们到底做了什么？

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我们成功的创建了子程序 cmd.exe，并且写入"echo Hellwworlds\r\n" ，然后cmd获取了并且执行，于是返回 Hellwworlds，这就是一次很简单的读写交互！

更高级的使用

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既然我们已经可以简单的读写了，那么加点for和threading 吧，味道也许更佳喔~

 #run.py  

 from subprocess import *
 import threading
 import time

 p =Popen('cmd.exe',shell=True,stdin=PIPE,stdout=PIPE)

 def run():
     global p
     while True:
         line = p.stdout.readline()
         if not line:  #空则跳出
             break
         print(">>>>>>",line.decode("GBK"))

     print("look up!!! EXIT ===")   #跳出

 w =threading.Thread(target=run)

 p.stdin.write("echo HELLW_WORLD!\r\n".encode("GBK"))
 p.stdin.flush()
 time.sleep(1) #延迟是因为等待一下线程就绪
 p.stdin.write("exit\r\n".encode("GBK"))
 p.stdin.flush()

 w.start()

很好很好，猜猜输出什么？

有很多换行的原因是cmd返回的结果有换行，然后print输出会加一个换行，所以就换了两行，你可以考虑使用 sys.stdout.write 来输出，这样就没有附加的换行了

这样的话，你可以制作一个基础的读写了，那么我们开始封装吧。

封装Pipe

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不废话了，直接上代码，如果你真的想学会的话，还请认真自己读读代码。

110行

我们实现了将所有的过程集中在一个类里面，并且可以定义三个参数，退出反馈函数，就绪反馈函数和输出反馈函数。

 # -*- coding:utf-8 -*-

 import subprocess
 import sys
 import threading

 class LoopException(Exception):
     """循环异常自定义异常，此异常并不代表循环每一次都是非正常退出的"""
     def __init__(self,msg="LoopException"):
         self._msg=msg

     def __str__(self):
         return self._msg

 class SwPipe():
     """
     与任意子进程通信管道类，可以进行管道交互通信
     """
     def __init__(self,commande,func,exitfunc,readyfunc=None,
         shell=True,stdin=subprocess.PIPE,stdout=subprocess.PIPE,stderr=subprocess.PIPE,code="GBK"):
         """
         commande 命令
         func 正确输出反馈函数
         exitfunc 异常反馈函数
         readyfunc 当管道创建完毕时调用
         """
         self._thread = threading.Thread(target=self.__run,args=(commande,shell,stdin,stdout,stderr,readyfunc))
         self._code = code
         self._func = func
         self._exitfunc = exitfunc
         self._flag = False
         self._CRFL = "\r\n"

     def __run(self,commande,shell,stdin,stdout,stderr,readyfunc):
         """ 私有函数 """
         try:
             self._process = subprocess.Popen(
                 commande,
                 shell=shell,
                 stdin=stdin,
                 stdout=stdout,
                 stderr=stderr
                 )
         except OSError as e:
             self._exitfunc(e)
         fun = self._process.stdout.readline
         self._flag = True
         if readyfunc != None:
             threading.Thread(target=readyfunc).start() #准备就绪
         while True:
             line = fun()
             if not line:
                 break
             try:
                 tmp = line.decode(self._code)
             except UnicodeDecodeError:
                 tmp =  \
                 self._CRFL + "[PIPE_CODE_ERROR] <Code ERROR: UnicodeDecodeError>\n"
                 + "[PIPE_CODE_ERROR] Now code is: " + self._code + self._CRFL
             self._func(self,tmp)

         self._flag = False
         self._exitfunc(LoopException("While Loop break"))   #正常退出

     def write(self,msg):
         if self._flag:
             #请注意一下这里的换行
             self._process.stdin.write((msg + self._CRFL).encode(self._code))
             self._process.stdin.flush()
             #sys.stdin.write(msg)#怎么说呢，无法直接用代码发送指令，只能默认的stdin
         else:
             raise LoopException("Shell pipe error from '_flag' not True!")  #还未准备好就退出

     def start(self):
         """ 开始线程 """
         self._thread.start()

     def destroy(self):
         """ 停止并销毁自身 """
         process.stdout.close()
         self._thread.stop()
         del self

 if __name__ == '__main__':   #那么我们来开始使用它吧
     e = None

     #反馈函数
     def event(cls,line):#输出反馈函数
         sys.stdout.write(line)

     def exit(msg):#退出反馈函数
         print(msg)

     def ready():#线程就绪反馈函数
         e.write("dir")  #执行
         e.write("ping www.baidu.com")
         e.write("echo Hello!World 你好中国！你好世界！")
         e.write("exit")

     e = SwPipe("cmd.exe",event,exit,ready)
     e.start()

输出：

你可以看见，我们的指令都顺序的执行了。当然了这里面还有OS的功劳。

那么你的可扩展的Pipe类应该已经构建完毕了吧？

A: 我之所以要在这种代码前面加入行数的原因就是为了防止你复制；因为你可能永远不会明白这里究竟发生了什么，而是只懂得了使用。

顺便一提：

最好去参考一下官方的文档，已经讲得非常详细了。subprocess.Popen.communicate 或许更适合你，看你是要进行什么事情。

参考：

https://docs.python.org/3/library/subprocess.html

到此结束，如有错误之处还望指正。

不论是否对你有帮助，感谢你耐心阅读