Python基础篇【第6篇】: Python模块subprocess

subprocess

Python中可以执行shell命令的相关模块和函数有：

• os.system
• os.spawn*
• os.popen*          --废弃
• popen2.*           --废弃
• commands.*      --废弃，3.x中被移除

import commands

result = commands.getoutput('cmd')
result = commands.getstatus('cmd')
result = commands.getstatusoutput('cmd')

　　随着Python版本的更新，过多的模块引起代码的复杂与冗余，因此Python新引入了一个模块subprocess，将以上几个模块中的功能集中到它当中，以后我们只需import这一个即可。

subprocess的目的就是启动一个新的进程并且与之通信。

1. call

父进程等待子进程执行命令，返回子进程执行命令的状态码，如果出现错误，不进行报错

【这里说的返回执行命令的状态码的意思是：如果我们通过一个变量 res = subprocess.call(['dir',shell=True]) 获取的执行结果，我们能获取到的是子进程执行命令执行结果的状态码，即res=0/1 执行成功或者不成功，并不代表说看不到执行结果，在Python的console界面中我们是能够看到命令结果的，只是获取不到。想获取执行的返回结果，请看check_output。】

【不进行报错解释：如果我们执行的命令在执行时，操作系统不识别，系统会返回一个错误，如：abc命令不存在，这个结果会在console界面中显示出来，但是我们的Python解释器不会提示任何信息，如果想让Python解释器也进行报错，请看check_call】

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-

import subprocess

print "################## subprocess.call ###############"
print u"call方法调用系统命令进行执行，如果出错不报错"
subprocess.call(['dir'],shell=True)

注：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。
　　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。在windows下，调用脚本时要写上shell=True。

返回结果：

###### subprocess.call #######
call方法调用系统命令进行执行，如果出错不报错

 D:\Program\Python 的目录

2016/01/27  11:51             1,069 subprocessDemo.py
               1 个文件          1,228 字节

2. check_call

父进程等待子进程执行命令，返回执行命令的状态码，如果出现错误，进行报错【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】

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-

import subprocess

print "2. ################## subprocess.check_call ##########"
print u"check_call与call命令相同，区别是如果出错会报错"
subprocess.check_call(['dir'],shell=True)
subprocess.check_call(['abc'],shell=True)
print u"call方法与check_call方法都知识执行并打印命令到输出终端，但是获取不到，如果想获取到结果使用check_output"

返回结果

2. ################## subprocess.check_call ##########
check_call与call命令相同，区别是如果出错会报错
 驱动器 D 中的卷没有标签。
 卷的序列号是 C6A1-5AD3

 D:\Program\Python 的目录

2016/01/27  13:05    <DIR>          .
2016/01/27  13:05    <DIR>          ..
2016/01/27  10:44    <DIR>          .idea
2016/01/27  11:23               159 log_analyse.py
2016/01/27  13:05             1,329 subprocessDemo.py
               2 个文件          1,488 字节
               3 个目录 26,335,281,152 可用字节
'abc' 不是内部或外部命令，也不是可运行的程序或批处理文件。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　这里是系统执行命令返回的系统报错
Traceback (most recent call last):　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　这里是Python解释器返回的报错
  File "D:/Program/Python/subprocessDemo.py", line 19, in <module>
    subprocess.check_call(['abc'],shell=True)
  File "C:\Python27\lib\subprocess.py", line 540, in check_call
    raise CalledProcessError(retcode, cmd)
subprocess.CalledProcessError: Command '['abc']' returned non-zero exit status 1

3. check_output

父进程等待子进程执行命令，返回子进程向标准输出发送输出运行结果，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。

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-

import subprocess

print "3. ################## subprocess.check_output ##############"
res1 = subprocess.call(['dir'],shell=True)
res2 = subprocess.check_call(['dir'],shell=True)
res3 = subprocess.check_output(['dir'],shell=True)
print u"call结果：",res1
print u"check_call结果：",res2
print u"check_output结果：\n",res3

返回结果：

3. ################## subprocess.output ##############
 驱动器 D 中的卷没有标签。
 卷的序列号是 C6A1-5AD3

 D:\Program\Python 的目录

2016/01/27  13:14    <DIR>          .
2016/01/27  13:14    <DIR>          ..
2016/01/27  10:44    <DIR>          .idea
2016/01/27  11:23               159 log_analyse.py
2016/01/27  13:14             1,324 subprocessDemo.py
               2 个文件          1,483 字节
               3 个目录 26,334,232,576 可用字节
 驱动器 D 中的卷没有标签。
 卷的序列号是 C6A1-5AD3

 D:\Program\Python 的目录

2016/01/27  13:14    <DIR>          .
2016/01/27  13:14    <DIR>          ..
2016/01/27  10:44    <DIR>          .idea
2016/01/27  11:23               159 log_analyse.py
2016/01/27  13:14             1,324 subprocessDemo.py
               2 个文件          1,483 字节
               3 个目录 26,334,232,576 可用字节
call结果： 0
check_call结果： 0
check_output结果：
 驱动器 D 中的卷没有标签。
 卷的序列号是 C6A1-5AD3

 D:\Program\Python 的目录

2016/01/27  13:14    <DIR>          .
2016/01/27  13:14    <DIR>          ..
2016/01/27  10:44    <DIR>          .idea
2016/01/27  11:23               159 log_analyse.py
2016/01/27  13:14             1,324 subprocessDemo.py
               2 个文件          1,483 字节
               3 个目录 26,334,232,576 可用字节

可见，call/check_call  返回值均是命令的执行状态码，而check_output返回值是命令的执行结果。

如果在执行相关命令时，命令后带有参数，将程序名(即命令)和所带的参数一起放在一个列表中传递给相关犯法即可，例如：

>>> import subprocess
>>> retcode = subprocess.call(["ls", "-l"])
>>> print retcode
0

4. Popen

　　实际上，subprocess模块中只定义了一个类: Popen。上面的几个函数都是基于Popen()的封装(wrapper)。从Python2.4开始使用Popen来创建进程，用于连接到子进程的标准输入/输出/错误中去，还可以得到子进程的返回值。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。

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)

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)。

a) 不等待的子进程

#!/usr/bin/env python
import subprocess

child = subprocess.Popen(['ping','-c','','www.baidu.com'])
print 'hello'

执行结果：

[root@localhost script]# python sub.py
hello
[root@localhost script]# PING www.a.shifen.com (61.135.169.125) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 61.135.169.125: icmp_seq=1 ttl=55 time=2.04 ms
64 bytes from 61.135.169.125: icmp_seq=2 ttl=55 time=1.58 ms
64 bytes from 61.135.169.125: icmp_seq=3 ttl=55 time=2.22 ms
64 bytes from 61.135.169.125: icmp_seq=4 ttl=55 time=2.13 ms

--- www.a.shifen.com ping statistics ---
4 packets transmitted, 4 received, 0% packet loss, time 3008ms
rtt min/avg/max/mdev = 1.580/1.995/2.220/0.251 ms

可以看出，Python并没有等到child子进程执行的Popen操作完成就执行了print操作。

b) 添加子进程等待

#!/usr/bin/env python
import subprocess

child = subprocess.Popen(['ping','-c','','www.baidu.com'])  #创建一个子进程，进程名为child，执行操作ping -c 4 www.baidu.com
child.wait()　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　#子进程等待
print 'hello'

执行结果：

[root@localhost script]# python sub.py
PING www.a.shifen.com (61.135.169.125) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 61.135.169.125: icmp_seq=1 ttl=55 time=1.82 ms
64 bytes from 61.135.169.125: icmp_seq=2 ttl=55 time=1.65 ms
64 bytes from 61.135.169.125: icmp_seq=3 ttl=55 time=1.99 ms
64 bytes from 61.135.169.125: icmp_seq=4 ttl=55 time=2.08 ms

--- www.a.shifen.com ping statistics ---
4 packets transmitted, 4 received, 0% packet loss, time 3009ms
rtt min/avg/max/mdev = 1.656/1.889/2.082/0.169 ms
hello

看出Python执行print操作是在child子进程操作完成以后才进行的。

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
ps: 子进程的PID存储在child.pid

子进程文本流控制

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:

child.stdin | child.stdout | child.stderr

我们还可以在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：

例1 
#！/usr/bin/env python

import subprocess

child = subprocess.Popen(['ls','-l'],stdout=subprocess.PIPE)　　　　#将标准输出定向输出到subprocess.PIPE
print child.stdout.read()   #使用 child.communicate()  也可

输出结果：

[root@localhost script]# python sub.py
total 12-rw-r--r--. 1 root root  36 Jan 23 07:38 analyse.sh
-rw-r--r--. 1 root root 446 Jan 25 19:35 sub.py

例2
#!/usr/bin/env python
import subprocess

child1 = subprocess.Popen(['cat','/etc/passwd'],stdout=subprocess.PIPE)
child2 = subprocess.Popen(['grep','root'],stdin=child1.stdout,stdout=subprocess.PIPE)

print child2.communicate()

输出结果为

('root:x:0:0:root:/root:/bin/bash\n, None)

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

子进程命令解释

　　在上面的例子中我们创建子进程时，全部是调用Python进行解释，但Python并没有将所有命令全部解释，当Python不能进行解释时，就绪要调用系统来进行执行。

#!/usr/bin/env python

import subprocess

subprocess.Popen(['ls','-l'])

subprocess.Popen(['ifconfig|grep 127.0.0.1'],shell=True)

结果

>>> subprocess.Popen(['ifconfig|grep 127.0.0.1'],shell=True)
<subprocess.Popen object at 0x7f25eb0c1350>
>>>           inet addr:127.0.0.1  Mask:255.0.0.0