一、subprocess以及常用的封裝函數
運行python的時候，我們都是在創建並運行一個進程。像Linux進程那樣，一個進程可以fork一個子進程，並讓這個子進程exec另外一個程序。在Python中，我們通過標准庫中的subprocess包來fork一個子進程，並運行一個外部的程序。
subprocess包中定義有數個創建子進程的函數，這些函數分別以不同的方式創建子進程，所以我們可以根據需要來從中選取一個使用。另外subprocess還提供了一些管理標准流(standard stream)和管道(pipe)的工具，從而在進程間使用文本通信。
subprocess.call()
父進程等待子進程完成
返回退出信息(returncode，相當於Linux exit code)
subprocess.check_call()
父進程等待子進程完成
返回0
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，可用try…except…來檢查
subprocess.check_output()
父進程等待子進程完成
返回子進程向標准輸出的輸出結果
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。
這三個函數的使用方法相類似，下面來以subprocess.call()舉例說明:
>>> import subprocess
>>> retcode = subprocess.call(["ls", "-l"])
#和shell中命令ls -a顯示結果一樣
>>> print retcode
0
將程序名(ls)和所帶的參數(-l)一起放在一個表中傳遞給subprocess.call()
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。
上面例子也可以寫成如下：
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。
subprocess.Popen()
class 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)
實際上，上面的幾個函數都是基於Popen()的封裝(wrapper)。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。
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)，舉例：
>>> child = subprocess.Popen(['ping','-c','4','blog.linuxeye.com'])
>>> print 'parent process'
從運行結果中看到，父進程在開啟子進程之后並沒有等待child的完成，而是直接運行print。
對比等待的情況:
>>> child = subprocess.Popen('ping -c4 blog.linuxeye.com',shell=True)
>>> child.wait()
>>> print 'parent process'
從運行結果中看到，父進程在開啟子進程之后並等待child的完成后，再運行print。
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:代碼如下:
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
子進程的PID存儲在child.pid
二、子進程的文本流控制
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
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：
>>> child1 = subprocess.Popen(["ls","-l"], stdout=subprocess.PIPE)
>>> print child1.stdout.read(),
#或者child1.communicate()
>>> import subprocess
>>> child1 = subprocess.Popen(["cat","/etc/passwd"], stdout=subprocess.PIPE)
>>> child2 = subprocess.Popen(["grep","0:0"],stdin=child1.stdout, stdout=subprocess.PIPE)
>>> out = child2.communicate()
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
subprocess 模塊首先推薦使用的是它的 run 方法，更高級的用法可以直接使用 Popen 接口。
run 方法語法格式如下：
subprocess.run(args, *, stdin=None, input=None, stdout=None, stderr=None, capture_output=False, shell=False, cwd=None, timeout=None, check=False, encoding=None, errors=None, text=None, env=None, universal_newlines=None)
- args：表示要執行的命令。必須是一個字符串，字符串參數列表。
- stdin、stdout 和 stderr：子進程的標准輸入、輸出和錯誤。其值可以是 subprocess.PIPE、subprocess.DEVNULL、一個已經存在的文件描述符、已經打開的文件對象或者 None。subprocess.PIPE 表示為子進程創建新的管道。subprocess.DEVNULL 表示使用 os.devnull。默認使用的是 None，表示什么都不做。另外，stderr 可以合並到 stdout 里一起輸出。
- timeout：設置命令超時時間。如果命令執行時間超時，子進程將被殺死，並彈出 TimeoutExpired 異常。
- check：如果該參數設置為 True，並且進程退出狀態碼不是 0，則彈 出 CalledProcessError 異常。
- encoding: 如果指定了該參數，則 stdin、stdout 和 stderr 可以接收字符串數據，並以該編碼方式編碼。否則只接收 bytes 類型的數據。
- shell：如果該參數為 True，將通過操作系統的 shell 執行指定的命令。
run 方法調用方式返回 CompletedProcess 實例，和直接 Popen 差不多，實現是一樣的，實際也是調用 Popen，與 Popen 構造函數大致相同，例如:
實例
>>> subprocess.run(["ls", "-l", "/dev/null"])
crw-rw-rw- 1 root wheel 3, 2 5 4 13:34 /dev/null
CompletedProcess(args=['ls', '-l', '/dev/null'], returncode=0)
returncode: 執行完子進程狀態，通常返回狀態為0則表明它已經運行完畢，若值為負值 "-N",表明子進程被終。
簡單實例：
實例
def runcmd(command):
ret = subprocess.run(command,shell=True,stdout=subprocess.PIPE,stderr=subprocess.PIPE,encoding="utf-8",timeout=1)
if ret.returncode == 0:
print("success:",ret)
else:
print("error:",ret)
runcmd(["dir","/b"])#序列參數
runcmd("exit 1")#字符串參數
輸出結果如下：
success: CompletedProcess(args=['dir', '/b'], returncode=0, stdout='test.py\n', stderr='') error: CompletedProcess(args='exit 1', returncode=1, stdout='', stderr='')
Popen() 方法
Popen 是 subprocess的核心，子進程的創建和管理都靠它處理。
構造函數：
class subprocess.Popen(args, bufsize=-1, executable=None, stdin=None, stdout=None, stderr=None, preexec_fn=None, close_fds=True, shell=False, cwd=None, env=None, universal_newlines=False, startupinfo=None, creationflags=0,restore_signals=True, start_new_session=False, pass_fds=(), *, encoding=None, errors=None)
常用參數：
- args：shell命令，可以是字符串或者序列類型（如：list，元組）
- bufsize：緩沖區大小。當創建標准流的管道對象時使用，默認-1。
0：不使用緩沖區
1：表示行緩沖，僅當universal_newlines=True時可用，也就是文本模式
正數：表示緩沖區大小
負數：表示使用系統默認的緩沖區大小。 - stdin, stdout, stderr：分別表示程序的標准輸入、輸出、錯誤句柄
- preexec_fn：只在 Unix 平台下有效，用於指定一個可執行對象（callable object），它將在子進程運行之前被調用
- shell：如果該參數為 True，將通過操作系統的 shell 執行指定的命令。
- cwd：用於設置子進程的當前目錄。
- env：用於指定子進程的環境變量。如果 env = None，子進程的環境變量將從父進程中繼承。
創建一個子進程，然后執行一個簡單的命令:
實例
>>> p = subprocess.Popen('ls -l', shell=True)
>>> total 164
-rw-r--r-- 1 root root 133 Jul 4 16:25 admin-openrc.sh
-rw-r--r-- 1 root root 268 Jul 10 15:55 admin-openrc-v3.sh
...
>>> p.returncode
>>> p.wait()
0
>>> p.returncode
這里也可以使用 p = subprocess.Popen(['ls', '-cl']) 來創建子進程。
Popen 對象方法
- poll(): 檢查進程是否終止，如果終止返回 returncode，否則返回 None。
- wait(timeout): 等待子進程終止。
- communicate(input,timeout): 和子進程交互，發送和讀取數據。
- send_signal(singnal): 發送信號到子進程 。
- terminate(): 停止子進程,也就是發送SIGTERM信號到子進程。
- kill(): 殺死子進程。發送 SIGKILL 信號到子進程。
實例
import subprocess
def cmd(command):
subp = subprocess.Popen(command,shell=True,stdout=subprocess.PIPE,stderr=subprocess.PIPE,encoding="utf-8")
subp.wait(2)
if subp.poll() == 0:
print(subp.communicate()[1])
else:
print("失敗")
cmd("java -version")
cmd("exit 1")
輸出結果如下：
java version "1.8.0_31" Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_31-b13) Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.31-b07, mixed mode) 失敗