subprocess模块简介

Python的subprocess模块允许你生成新的进程，连接到它们的输入/输出/错误管道，并获取它们的返回码。

它是用来替代以下旧模块的更好选择：

• os.system
• os.spawn*
• os.popen*
• popen2.*
• commands.*

基础用法 - 使用subprocess.run()

subprocess.run()是Python 3.5+引入的高级函数，用于执行命令并等待其完成。

import subprocess

# 执行简单命令
result = subprocess.run(['ls', '-l'], capture_output=True, text=True)

print("返回码:", result.returncode)
print("标准输出:", result.stdout)
print("标准错误:", result.stderr)

import subprocess

try:
    # 执行一个可能失败的命令
    result = subprocess.run(['grep', 'python', 'nonexistent.txt'], 
                           capture_output=True, text=True, check=True)
except subprocess.CalledProcessError as e:
    print(f"命令执行失败! 返回码: {e.returncode}")
    print(f"错误输出: {e.stderr}")

高级用法 - 使用Popen类

当需要更细粒度的控制时，可以使用subprocess.Popen类。

import subprocess

# 执行命令并实时读取输出
with subprocess.Popen(['ping', '-c', '4', 'google.com'], 
                     stdout=subprocess.PIPE, 
                     text=True) as proc:
    
    # 实时读取输出
    for line in proc.stdout:
        print(line, end='')
    
    # 等待进程结束
    proc.wait()
    print(f"\\n进程结束，返回码: {proc.returncode}")

import subprocess

# 执行多个命令：ps aux | grep python
ps = subprocess.Popen(['ps', 'aux'], stdout=subprocess.PIPE)
grep = subprocess.Popen(['grep', 'python'], 
                       stdin=ps.stdout, 
                       stdout=subprocess.PIPE,
                       text=True)

# 获取最终输出
output, _ = grep.communicate()
print("包含python的进程:")
print(output)

输入输出重定向

import subprocess

# 启动一个需要输入的程序
with subprocess.Popen(['grep', 'python'], 
                     stdin=subprocess.PIPE,
                     stdout=subprocess.PIPE,
                     text=True) as proc:
    
    # 提供输入内容
    input_text = "hello\\nworld\\npython\\nprogramming"
    output, _ = proc.communicate(input_text)
    
    print("过滤后的输出:")
    print(output)

import subprocess

# 将输出重定向到文件
with open('output.txt', 'w') as f:
    result = subprocess.run(['ls', '-l', '/usr'], 
                           stdout=f, 
                           text=True)

print("输出已写入output.txt文件")

安全提示

避免使用shell=True： 除非必要，否则应避免使用shell=True参数，因为它可能带来安全风险（如shell注入攻击）。

user_input = input("请输入文件名: ")
subprocess.run(f"cat {user_input}", shell=True)  # 危险！

user_input = input("请输入文件名: ")
subprocess.run(["cat", user_input])  # 安全

总结

subprocess模块提供了强大而灵活的方法来创建和管理子进程：

• 使用subprocess.run()执行简单命令
• 使用subprocess.Popen进行高级控制
• 通过管道连接多个命令
• 重定向输入/输出到文件或其他流
• 处理错误和返回码

掌握这些技术将使你能够将Python脚本与系统命令和其他程序无缝集成。