Python 中的 Popen 类创建主要通过调用 subprocess 模块来实现、它能够在新的进程中执行一个子程序，并提供了丰富的接口来与子程序进行交互。 在详细描述之前，首先了解 Popen 类的基本用法是通过实例化该类并传入一些必要的参数来创建子进程。这些参数包括要运行的命令、环境变量、工作目录以及输入输出重定向的方式等。创建 Popen 实例后，可以用它的方法来检查子进程的状态、获取输出或输入数据等。
一、POPE CLASS 的创建基础
在 Python 的 subprocess 模块中，Popen 是一个类，用于创建子进程，让新程序能够独立地运行。以下是一个基础的 Popen 创建示例：
import subprocess
创建一个子进程，并运行一个命令
process = subprocess.Popen(['ls', '-l'], stdout=subprocess.PIPE, stderr=subprocess.PIPE)
上述代码创建了 Popen 的一个实例，该实例执行了 ls -l 命令（列出当前目录下的详细内容）。
二、构造函数参数解析
Popen 类接受多种参数来定义子进程的行为：
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=(), *, group=None, extra_groups=None, user=None, umask=-1, encoding=None,
errors=None, text=None, pipesize=-1)
args：要执行的命令和参数的列表，或者是一个字符串（如果shell=True）。bufsize：指定缓冲策略。executable：用于替换要执行的程序。stdin、stdout、stderr：分别用于指定子进程的标准输入、输出与错误句柄。preexec_fn：用于指定一个在子进程运行前要调用的可执行对象。close_fds：在 Unix 上，如果为True，除0、1和2之外的文件描述符都会在子进程运行前被关闭。shell：如果该参数为True，指定命令将通过 shell 执行。cwd：设置子进程的当前工作目录。env：定义子进程的环境变量。universal_newlines：在 Python 3.7 之前用于启用文本模式。- 其他参数负责处理较为高级的系统层面的配置。
三、执行外部命令与交互
创建了 Popen 对象后，可以使用它的方法来执行外部命令并与之交互。
# stdout 为子进程的输出
stdout, stderr = process.communicate()
打印命令的输出
print(stdout.decode())
利用 communicate() 方法，可以读取子进程的输出（stdout）和错误(stderr)。这个方法能够等待子进程完成，并返回一个包含输出和错误的元组。如果只是想要非阻塞的读取或写入，可以直接操作 Popen 对象属性中的 stdin、stdout 和 stderr。
四、进程状态管理
Popen 类还提供了一系列的方法来管理子进程的状态：
poll()：检查子进程是否已经结束。返回None表示进程仍在运行，返回子进程的 exit code 表示已结束。wAIt()：等待子进程结束，并返回 exit code。terminate()：发送SIGTERM信号来终止子进程。kill()：发送SIGKILL信号来杀死子进rocess。
# 检测进程是否已结束
ret_code = process.poll()
如果进程已结束，打印退出代码；否则，等待它结束
if ret_code is not None:
print('Exit code:', ret_code)
else:
ret_code = process.wait()
print('Exit code after wait:', ret_code)
六、最佳实践和注意事项
使用 Popen 时要考虑如何正确关闭资源，避免死锁和资源泄露等问题。例如应当确保及时关闭 stdout 和 stderr 管道，特别是在数据量大时。为了确保资源被正确管理，可以使用 Python 的上下文管理器 with 语句创建 Popen 对象，这样可以保证进程用完后能自动关闭所有相关资源。
相关问答FAQs：
如何在 Python 中使用 Popen 类创建一个子进程？
Popen 类是 Python subprocess 模块中的一个重要类，用于创建和控制子进程。下面是创建子进程的步骤：
-
导入 subprocess 模块：
import subprocess -
使用 Popen 类创建子进程对象：
process = subprocess.Popen(args, stdin=None, stdout=None, stderr=None)这里的 args 是一个列表或字符串，表示子进程的命令和参数。stdin、stdout 和 stderr 参数分别用于指定子进程的标准输入、标准输出和标准错误输出。
-
可选地，通过 process 对象来控制子进程的行为：
process.communicate(input=None)使用 communicate 方法可以向子进程发送输入，并获取子进程的输出。
process.wait()wait 方法可以等待子进程执行完毕。
如何在 Python 中使用 Popen 类执行外部命令？
在 Python 中，可以使用 Popen 类来执行外部命令。以下是一个示例：
import subprocess
command = "ls -l"
process = subprocess.Popen(command, shell=True, stdout=subprocess.PIPE, stderr=subprocess.PIPE)
output, error = process.communicate()
if process.returncode == 0:
print("成功执行命令，输出为：")
print(output.decode())
else:
print("执行命令时出现错误：")
print(error.decode())
在上面的示例中，我们使用 Popen 类执行了一个简单的 ls 命令，并获取了命令的输出和错误信息。如果命令执行成功，就将输出打印出来；否则，将错误信息打印出来。
如何在 Python 中使用 Popen 类实现进程间通信？
Popen 类在 Python 中提供了一种实现进程间通信的方式。以下是一个简单的示例：
import subprocess
# 子进程
subprocess.Popen('echo Hello from child process', shell=True, stdout=subprocess.PIPE)
# 父进程
process = subprocess.Popen('echo Hello from parent process', shell=True, stdout=subprocess.PIPE)
output, error = process.communicate()
print("父进程输出：", output.decode())
在上述示例中，我们创建了一个子进程和一个父进程。子进程通过 Popen 类执行了一个命令，并将输出发送给父进程。父进程通过 communicate 方法获取子进程的输出并打印出来。
这样，就实现了一个简单的进程间通信。在实际应用中，可以使用 Popen 类来创建更复杂的进程结构，实现不同进程间的数据传输和交互。
