Python基礎篇【第6篇】: Python模塊subprocess


subprocess

Python中可以執行shell命令的相關模塊和函數有:

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

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

  隨着Python版本的更新,過多的模塊引起代碼的復雜與冗余,因此Python新引入了一個模塊subprocess,將以上幾個模塊中的功能集中到它當中,以后我們只需import這一個即可。

subprocess的目的就是啟動一個新的進程並且與之通信。

1. call

父進程等待子進程執行命令,返回子進程執行命令的狀態碼,如果出現錯誤,不進行報錯

【這里說的返回執行命令的狀態碼的意思是:如果我們通過一個變量 res = subprocess.call(['dir',shell=True]) 獲取的執行結果,我們能獲取到的是子進程執行命令執行結果的狀態碼,即res=0/1 執行成功或者不成功,並不代表說看不到執行結果,在Python的console界面中我們是能夠看到命令結果的,只是獲取不到。想獲取執行的返回結果,請看check_output。】

【不進行報錯解釋:如果我們執行的命令在執行時,操作系統不識別,系統會返回一個錯誤,如:abc命令不存在,這個結果會在console界面中顯示出來,但是我們的Python解釋器不會提示任何信息,如果想讓Python解釋器也進行報錯,請看check_call】

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

import subprocess

print "################## subprocess.call ###############"
print u"call方法調用系統命令進行執行,如果出錯不報錯"
subprocess.call(['dir'],shell=True)

注:shell默認為False,在Linux下,shell=False時, Popen調用os.execvp()執行args指定的程序;shell=True時,如果args是字符串,Popen直接調用系統的Shell來執行args指定的程序,如果args是一個序列,則args的第一項是定義程序命令字符串,其它項是調用系統Shell時的附加參數。
  在Windows下,不論shell的值如何,Popen調用CreateProcess()執行args指定的外部程序。如果args是一個序列,則先用list2cmdline()轉化為字符串,但需要注意的是,並不是MS Windows下所有的程序都可以用list2cmdline來轉化為命令行字符串。在windows下,調用腳本時要寫上shell=True。

返回結果:

###### subprocess.call #######
call方法調用系統命令進行執行,如果出錯不報錯

 D:\Program\Python 的目錄

2016/01/27  11:51             1,069 subprocessDemo.py
               1 個文件          1,228 字節

2. check_call

父進程等待子進程執行命令,返回執行命令的狀態碼,如果出現錯誤,進行報錯【如果returncode不為0,則舉出錯誤subprocess.CalledProcessError,該對象包含有returncode屬性,可用try…except…來檢查】

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

import subprocess

print "2. ################## subprocess.check_call ##########"
print u"check_call與call命令相同,區別是如果出錯會報錯"
subprocess.check_call(['dir'],shell=True)
subprocess.check_call(['abc'],shell=True)
print u"call方法與check_call方法都知識執行並打印命令到輸出終端,但是獲取不到,如果想獲取到結果使用check_output"

返回結果

2. ################## subprocess.check_call ##########
check_call與call命令相同,區別是如果出錯會報錯
 驅動器 D 中的卷沒有標簽。
 卷的序列號是 C6A1-5AD3

 D:\Program\Python 的目錄

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 個文件          1,488 字節
               3 個目錄 26,335,281,152 可用字節
'abc' 不是內部或外部命令,也不是可運行的程序或批處理文件。                    這里是系統執行命令返回的系統報錯
Traceback (most recent call last):                              這里是Python解釋器返回的報錯
  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

父進程等待子進程執行命令,返回子進程向標准輸出發送輸出運行結果,檢查退出信息,如果returncode不為0,則舉出錯誤subprocess.CalledProcessError,該對象包含有returncode屬性和output屬性,output屬性為標准輸出的輸出結果,可用try…except…來檢查。

 

#!/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結果:",res1
print u"check_call結果:",res2
print u"check_output結果:\n",res3

 

返回結果:

3. ################## subprocess.output ##############
 驅動器 D 中的卷沒有標簽。
 卷的序列號是 C6A1-5AD3

 D:\Program\Python 的目錄

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 個文件          1,483 字節
               3 個目錄 26,334,232,576 可用字節
 驅動器 D 中的卷沒有標簽。
 卷的序列號是 C6A1-5AD3

 D:\Program\Python 的目錄

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 個文件          1,483 字節
               3 個目錄 26,334,232,576 可用字節
call結果: 0
check_call結果: 0
check_output結果:
 驅動器 D 中的卷沒有標簽。
 卷的序列號是 C6A1-5AD3

 D:\Program\Python 的目錄

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 個文件          1,483 字節
               3 個目錄 26,334,232,576 可用字節

可見,call/check_call  返回值均是命令的執行狀態碼,而check_output返回值是命令的執行結果。

如果在執行相關命令時,命令后帶有參數,將程序名(即命令)和所帶的參數一起放在一個列表中傳遞給相關犯法即可,例如:

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

 

4. Popen

  實際上,subprocess模塊中只定義了一個類: Popen。上面的幾個函數都是基於Popen()的封裝(wrapper)。從Python2.4開始使用Popen來創建進程,用於連接到子進程的標准輸入/輸出/錯誤中去,還可以得到子進程的返回值。這些封裝的目的在於讓我們容易使用子進程。當我們想要更個性化我們的需求的時候,就要轉向Popen類,該類生成的對象用來代表子進程。

構造函數如下:

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)

與上面的封裝不同,Popen對象創建后,主程序不會自動等待子進程完成。我們必須調用對象的wait()方法,父進程才會等待 (也就是阻塞block)。

a) 不等待的子進程

#!/usr/bin/env python
import subprocess

child = subprocess.Popen(['ping','-c','4','www.baidu.com'])
print 'hello'

執行結果:

[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並沒有等到child子進程執行的Popen操作完成就執行了print操作。

b) 添加子進程等待

#!/usr/bin/env python
import subprocess

child = subprocess.Popen(['ping','-c','4','www.baidu.com'])  #創建一個子進程,進程名為child,執行操作ping -c 4 www.baidu.com
child.wait()                             #子進程等待 print 'hello'

執行結果:

[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執行print操作是在child子進程操作完成以后才進行的。

此外,你還可以在父進程中對子進程進行其它操作,比如我們上面例子中的child對象:

child.poll() # 檢查子進程狀態
child.kill() # 終止子進程
child.send_signal() # 向子進程發送信號
child.terminate() # 終止子進程
ps: 子進程的PID存儲在child.pid

子進程文本流控制

子進程的標准輸入、標准輸出和標准錯誤如下屬性分別表示:

child.stdin | child.stdout | child.stderr

我們還可以在Popen()建立子進程的時候改變標准輸入、標准輸出和標准錯誤,並可以利用subprocess.PIPE將多個子進程的輸入和輸出連接在一起,構成管道(pipe),如下2個例子:

例1 
#
!/usr/bin/env python import subprocess child = subprocess.Popen(['ls','-l'],stdout=subprocess.PIPE)    #將標准輸出定向輸出到subprocess.PIPE print child.stdout.read() #使用 child.communicate() 也可

輸出結果:

[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()

輸出結果為

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

subprocess.PIPE實際上為文本流提供一個緩存區。child1的stdout將文本輸出到緩存區,隨后child2的stdin從該PIPE中將文本讀取走。child2的輸出文本也被存放在PIPE中,直到communicate()方法從PIPE中讀取出PIPE中的文本。
注意:communicate()是Popen對象的一個方法,該方法會阻塞父進程,直到子進程完成

子進程命令解釋

  在上面的例子中我們創建子進程時,全部是調用Python進行解釋,但Python並沒有將所有命令全部解釋,當Python不能進行解釋時,就緒要調用系統來進行執行。

#!/usr/bin/env python

import subprocess

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

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

結果

>>> 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

 


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