18 subprocess模块(跟操作系统交互)

1、基本概念介绍

我们经常需要通过Python去执行一条系统命令或脚本，系统的shell命令是独立于你的python进程之外的，

每执行一条命令，就是发起一个新进程，通过python调用系统命令或脚本的模块在python2有os.system，

早期的Python版本中，我们主要是通过os.system()、os.popen().read()等函数来执行命令行指令的，另外还有一个很少使用的commands模块。

但是从Python 2.4开始官方文档中建议使用的是subprocess模块，所以os模块和commands模块的相关函数在这里只提供一个简单的使用示例，我们重要要介绍的是subprocess模块。

commands.getstatusoutput()函数实例

需要注意的是commands模块不支持windows平台，因此该实例是在Linux平台下执行的

2、subprocess模块中常用的函数

官方推出了subprocess,目地是提供统一的模块来实现对系统命令或脚本的调用

三种执行命令的方法

subprocess.run(*popenargs, input=None, timeout=None, check=False, **kwargs) #官方推荐
subprocess.call(*popenargs, timeout=None, **kwargs) #跟上面实现的内容差不多，另一种写法
subprocess.Popen() #上面各种方法的底层封装

并连接到进程的输入/输出/错误输出管道，并获取进程的返回值。

In Windows , to use echo in subprocess, you would need to use shell=True . 

This is because echo is not a separate executable, but rather a built-in command for the windows command line.

Example - process1 = subprocess.Popen(command1,stdout=subprocess.PIPE,shell=True)

参数说明：

args： 要执行的shell命令，默认应该是一个字符串序列，如['df', '-Th']或('df', '-Th')，也可以是一个字符串，如'df -Th'，但是此时需要把shell参数的值置为True。
window下执行shell=True加上

shell： 如果shell为True，那么指定的命令将通过shell执行。如果我们需要访问某些shell的特性，如管道、文件名通配符、环境变量扩展功能，这将是非常有用的。
当然，python本身也提供了许多类似shell的特性的实现，如glob、fnmatch、os.walk()、os.path.expandvars()、os.expanduser()和shutil等。

check： 如果check参数的值是True，且执行命令的进程以非0状态码退出，则会抛出一个CalledProcessError的异常，且该异常对象会包含 参数、退出状态码、以及stdout和stderr(如果它们有被捕获的话)。

stdout, stderr：

　　run()函数默认不会捕获命令执行结果的正常输出和错误输出，如果我们向获取这些内容需要传递subprocess.PIPE，然后可以通过返回的CompletedProcess类实例的stdout和stderr属性或捕获相应的内容；

　　call()和check_call()函数返回的是命令执行的状态码，而不是CompletedProcess类实例，所以对于它们而言，stdout和stderr不适合赋值为subprocess.PIPE；

　　check_output()函数默认就会返回命令执行结果，所以不用设置stdout的值，如果我们希望在结果中捕获错误信息，可以执行stderr=subprocess.STDOUT。

input： 该参数是传递给Popen.communicate()，通常该参数的值必须是一个字节序列，如果universal_newlines=True，则其值应该是一个字符串。

universal_newlines： 该参数影响的是输入与输出的数据格式，比如它的值默认为False，此时stdout和stderr的输出是字节序列；当该参数的值设置为True时，stdout和stderr的输出是字符串。

3、run()方法

PIPE管道的意思，window下执行shell=True加上

print(subprocess.run(['dir'], shell = True, stdout = subprocess.PIPE))

标准写法

subprocess.run(['df','-h'],stderr=subprocess.PIPE,stdout=subprocess.PIPE,check=True)

涉及到管道|的命令需要这样写

subprocess.run('df -h|grep disk1',shell=True) #shell=True的意思是这条命令直接交给系统去执行，不需要python负责解析

4、call()方法

linux系统下执行：

#执行命令，返回命令执行状态 ， 0 or 非0

>>> retcode = subprocess.call(["ls", "-l"])

#执行命令，如果命令结果为0，就正常返回，否则抛异常

>>> subprocess.check_call(["ls", "-l"])

0

#接收字符串格式命令，返回元组形式，第1个元素是执行状态，第2个是命令结果

>>> subprocess.getstatusoutput('ls /bin/ls')

(0, '/bin/ls')

#接收字符串格式命令，并返回结果

>>> subprocess.getoutput('ls /bin/ls')

'/bin/ls'

#执行命令，并返回结果，注意是返回结果，不是打印，下例结果返回给res

>>> res=subprocess.check_output(['ls','-l'])

>>> res

b'total 0\ndrwxr-xr-x 12 alex staff 408 Nov 2 11:05 OldBoyCRM\n'

5、Popen()方法

常用参数：

args：shell命令，可以是字符串或者序列类型（如：list，元组）
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：同上
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。

下面这2条语句执行会有什么区别？

a=subprocess.run('sleep 10',shell=True,stdout=subprocess.PIPE)

a=subprocess.Popen('sleep 10',shell=True,stdout=subprocess.PIPE)

区别是Popen会在发起命令后立刻返回，而不等命令执行结果。这样的好处是什么呢？

如果你调用的命令或脚本需要执行10分钟，你的主程序不需卡在这里等10分钟，可以继续往下走，干别的事情，每过一会，通过一个什么方法来检测一下命令是否执行完成就好了。

Popen调用后会返回一个对象，可以通过这个对象拿到命令执行结果或状态等，该对象有以下方法

poll()



Check if child process has terminated. Returns returncode

wait()

Wait for child process to terminate. Returns returncode attribute.

terminate()终止所启动的进程Terminate the process with SIGTERM

kill() 杀死所启动的进程 Kill the process with SIGKILL



communicate()与启动的进程交互，发送数据到stdin,并从stdout接收输出，然后等待任务结束

>>> a = subprocess.Popen('python3 guess_age.py',stdout=subprocess.PIPE,stderr=subprocess.PIPE,stdin=subprocess.PIPE,shell=True)

>>> a.communicate(b'')

(b'your guess:try bigger\n', b'')

send_signal(signal.xxx)发送系统信号

pid 拿到所启动进程的进程号