【4】进程管理-7-python执行外部命令或程序—subprocess

subprocess包主要功能是执行外部的命令和程序。该模块可用来替代以前的老模块os.system、os.spawn*、os.popen*、popen2.*、commands.*。

运行python的时候,我们都是在创建并运行一个进程。正如我们在Linux进程基础中介绍的那样,一个进程可以fork一个子进程,并让这个子进程exec另外一个程序。在Python中,我们通过标准库中的subprocess包来fork一个子进程,并运行一个外部的程序

使用subprocess包中的函数创建子进程的时候,要注意:

  1. 在创建子进程之后,父进程是否暂停,并等待子进程运行。
  2. 函数返回什么
  3. 当returncode不为0时,父进程如何处理。

一、subprocess以及常用的封装函数

1.1 subprocess.call()

subprocess.call(args, *, stdin=None, stdout=None, stderr=None, shell=False)

父进程等待子进程完成

返回退出信息

shell=True 输入的命令是一个字符串,而不是列表,用这个的时候一定要小心,有可能程序识别分割的位置有问题造成错误。

>>> subprocess.call(["ls", "-l"])
 0
>>> subprocess.call("exit 1", shell=True)
1

1.2 subprocess.check_call()

父进程等待子进程完成

返回0

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,可用try…except…来检查(

1.3 subprocess.check_output()

父进程等待子进程完成

返回子进程向标准输出的输出结果

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。

这三个函数的使用方法相类似,我们以subprocess.call()来说明:

import subprocess
rc = subprocess.call(["ls","-l"])

我们将程序名(ls)和所带的参数(-l)一起放在一个表中传递给subprocess.call()

可以通过一个shell来解释一整个字符串:

import subprocess
out = subprocess.call("ls -l", shell=True)
out = subprocess.call("cd ..", shell=True)

我们使用了shell=True这个参数。这个时候,我们使用一整个字符串,而不是一个表来运行子进程。Python将先运行一个shell,再用这个shell来解释这整个字符串。

二、popen()

实际上,我们上面的三个函数都是基于Popen()的封装(wrapper)。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。

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):

import subprocess
 child = subprocess.Popen(["ping","-c","5","www.google.com"])
 print("parent process")

从运行结果中看到,父进程在开启子进程之后并没有等待child的完成,而是直接运行print。

对比等待的情况:

import subprocess
child = subprocess.Popen(["ping","-c","5","www.google.com"])
child.wait()
print("parent process")

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

子进程的PID存储在child.pid

三、子程序的文本流控制

(沿用child子进程) 子进程的标准输入,标准输出和标准错误也可以通过如下属性表示:

child.stdin
child.stdout
child.stderr

我们可以在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):

构成管道(pipe):

import subprocess
child1 = subprocess.Popen(["ls","-l"], stdout=subprocess.PIPE)
child2 = subprocess.Popen(["wc"], stdin=child1.stdout,stdout=subprocess.PIPE)
out = child2.communicate()
print(out)

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。

要注意的是,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。

我们还可以利用communicate()方法来使用PIPE给子进程输入:

import subprocess
child = subprocess.Popen(["cat"], stdin=subprocess.PIPE)
child.communicate("vamei")

我们启动子进程之后,cat会等待输入,直到我们用communicate()输入”vamei”。

通过使用subprocess包,我们可以运行外部程序。这极大的拓展了Python的功能。如果你已经了解了操作系统的某些应用,你可以从Python中直接调用该应用(而不是完全依赖Python),并将应用的结果输出给Python,并让Python继续处理。shell的功能(比如利用文本流连接各个应用),就可以在Python中实现。

四、例子

cmd = '/home/qqin/bin/ntthal -mv %s -dv %s -d %s -n %s -s1 %s -s2 %s -a %s -path %s'% (mv, dv, d, n, seq1, seq2, align_mode,thermo_path)
out, align = subprocess.Popen(cmd, shell=True, stdout=subprocess.PIPE, stderr=subprocess.PIPE).communicate()

捕获输入和bug,并通过communicate传送出来

提取文件的行数

cmd = "wc -l %s |cut -f1 -d ' '" % bed_file
out, align = subprocess.Popen(cmd, shell=True, stdout=subprocess.PIPE, stderr=subprocess.PIPE).communicate()

参考资料:

官网:

http://www.cnblogs.com/vamei/archive/2012/09/23/2698014.html

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