如何连接python子进程

要连接Python子进程，可以使用subprocess模块、通过Popen类创建子进程、使用管道进行通信。 其中，通过Popen类创建子进程是连接Python子进程的核心步骤。Popen类允许我们与子进程进行交互，可以通过标准输入、输出和错误来传递数据。接下来，我们将详细探讨如何通过subprocess模块连接Python子进程的具体步骤和注意事项。

一、SUBPROCESS模块概述

Python的subprocess模块是用来生成新的进程、连接它们的输入/输出/错误管道，并获取它们的返回码的强大工具。与os.system相比，subprocess模块更加灵活和强大。它提供了多种方法来创建和管理子进程，包括run、Popen等。

创建子进程

在subprocess模块中，创建子进程的最常用方法是使用Popen类。Popen类可以创建一个新的子进程，并允许我们与子进程进行交互。通过Popen，我们可以指定命令行参数、环境变量、工作目录等。
与子进程通信

Popen类提供了多个方法来与子进程进行通信。我们可以通过stdin、stdout、stderr来传递数据。使用communicate方法可以同时发送数据到子进程的标准输入，并从标准输出和错误中读取数据。

二、使用POPEN类创建子进程

Popen类是subprocess模块中的核心类，提供了创建和管理子进程的方法。通过Popen，我们可以执行外部命令并与其进行交互。

基本用法

创建一个Popen对象时，我们需要指定要执行的命令和参数。可以通过传递一个字符串列表或一个字符串来指定命令。例如：
```
import subprocess
使用字符串列表指定命令和参数
process = subprocess.Popen(['ls', '-l'])
使用字符串指定命令
process = subprocess.Popen('ls -l', shell=True)
```
在上面的例子中，Popen对象创建了一个新的子进程来执行ls -l命令。
设置管道

我们可以通过设置stdin、stdout和stderr参数来重定向子进程的输入和输出。这些参数可以是文件对象，也可以是subprocess.PIPE常量。
```
process = subprocess.Popen(['ls', '-l'], stdout=subprocess.PIPE, stderr=subprocess.PIPE)
从子进程读取输出
output, errors = process.communicate()
```
在这个例子中，我们将子进程的标准输出和标准错误重定向到管道，以便稍后读取。

三、与子进程进行通信

使用subprocess模块创建子进程后，我们需要与其进行通信。我们可以通过管道与子进程交换数据。

发送数据到子进程

如果我们希望将数据发送到子进程的标准输入，可以使用Popen对象的stdin属性。我们可以使用write方法将数据写入子进程的标准输入。
```
process = subprocess.Popen(['cat'], stdin=subprocess.PIPE)
将数据发送到子进程
process.stdin.write(b'Hello, subprocess!\n')
process.stdin.close()
```
从子进程读取数据

我们可以通过Popen对象的stdout和stderr属性从子进程读取数据。使用read方法可以从标准输出和标准错误中读取数据。
```
process = subprocess.Popen(['ls', '-l'], stdout=subprocess.PIPE)
从子进程读取输出
output = process.stdout.read()
```

四、处理子进程的返回码

在执行完子进程后，我们通常需要检查子进程的返回码，以确定其是否成功执行。Popen对象的wait方法可以等待子进程结束，并返回其返回码。

等待子进程结束

使用wait方法可以阻塞当前线程，直到子进程结束。wait方法返回子进程的返回码。
```
process = subprocess.Popen(['ls', '-l'])
等待子进程结束
returncode = process.wait()
```
检查返回码

我们可以根据子进程的返回码来判断其是否成功执行。通常，返回码为0表示成功，非零值表示发生错误。
```
if returncode == 0:
    print('子进程成功执行')
else:
    print('子进程执行失败')
```

五、使用RUN函数简化子进程管理

subprocess模块还提供了一个更高级别的接口——run函数，它简化了子进程的创建和管理。

使用run函数

run函数是subprocess模块中一个方便的函数，用于执行外部命令并等待其完成。它返回一个CompletedProcess对象，包含子进程的返回码、输出和错误信息。

import subprocess
result = subprocess.run(['ls', '-l'], capture_output=True, text=True)
检查返回码
if result.returncode == 0:
    print('命令执行成功')
    print('输出:', result.stdout)
else:
    print('命令执行失败')
    print('错误信息:', result.stderr)

参数说明

run函数的参数与Popen类似，但更简化。capture_output参数用于捕获子进程的标准输出和标准错误，text参数用于将字节数据转换为字符串。

六、处理子进程的异常

在使用subprocess模块时，我们需要处理可能出现的异常。常见的异常包括FileNotFoundError、CalledProcessError等。

捕获异常

我们可以使用try-except语句来捕获和处理异常。例如，如果命令不存在，将引发FileNotFoundError。

import subprocess
try:
    result = subprocess.run(['nonexistent_command'], check=True)
except FileNotFoundError:
    print('命令未找到')

处理调用失败

如果子进程返回非零值，并且check参数为True，则会引发CalledProcessError异常。我们可以捕获该异常并处理。

import subprocess
try:
    result = subprocess.run(['ls', '-z'], check=True)
except subprocess.CalledProcessError as e:
    print('命令执行失败，返回码:', e.returncode)

七、进阶使用：交互式子进程

对于需要与用户进行交互的子进程，我们可以使用pty模块来创建伪终端，从而模拟交互式输入和输出。

创建伪终端

通过pty模块，我们可以创建伪终端并将子进程的输入输出连接到伪终端。

import os
import pty
import subprocess
def interact_with_subprocess():
    master, slave = pty.openpty()
    process = subprocess.Popen(['bash'], stdin=slave, stdout=slave, stderr=slave, close_fds=True)
    os.close(slave)
    # 与子进程交互
    os.write(master, b'echo "Hello from Python"\n')
    output = os.read(master, 1024)
    print(output.decode())
interact_with_subprocess()