如何使用python的subprocess执行命令、交互、等待、是否结束及解析JSON结果
作者:小龙在山东
前言
Python的subprocess模块提供了一种在Python中调用外部命令的方法。它允许您在Python程序中启动新进程,连接到它们的输入/输出/错误管道,并等待它们完成。
常用用法
下面是一些subprocess模块的常用用法:
- 运行外部命令并获取输出:
import subprocess output = subprocess.check_output(["ls", "-l"]) print(output.decode())
- 运行外部命令并获取返回值:
import subprocess return_code = subprocess.call(["ls", "-l"]) print(return_code)
- 运行外部命令并将输出重定向到文件:
import subprocess with open("output.txt", "w") as f: subprocess.call(["ls", "-l"], stdout=f)
- 运行外部命令并将输入从文件中读取:
import subprocess with open("input.txt", "r") as f: subprocess.call(["grep", "hello"], stdin=f)
- 运行外部命令并将输入从Python程序中提供:
import subprocess subprocess.call(["grep", "hello"], input=b"hello world ")
- 运行外部命令并捕获标准错误:
import subprocess try: subprocess.check_output(["ls", "-l", "/nonexistent"]) except subprocess.CalledProcessError as e: print(e.stderr.decode())
- 运行外部命令并等待它完成:
import subprocess p = subprocess.Popen(["sleep", "5"]) p.wait() print("Done")
以上是subprocess模块的一些常用用法,更多详细信息请参考Python官方文档。
创建一个新的进程
Python的subprocess模块中的Popen函数用于创建一个新的进程,并与其进行交互。Popen函数的语法如下:
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)
参数说明:
- args:要执行的命令,可以是一个字符串或一个列表。如果是一个字符串,则会被解释为一个shell命令;如果是一个列表,则第一个元素是要执行的命令,后面的元素是命令的参数。
- bufsize:缓冲区大小,默认为-1,表示使用系统默认值。
- executable:要执行的可执行文件的路径,默认为None,表示使用系统默认的可执行文件。
- stdin、stdout、stderr:分别表示标准输入、标准输出、标准错误输出的文件描述符。默认为None,表示使用父进程的标准输入、标准输出、标准错误输出。
- preexec_fn:在子进程执行前被调用的可执行对象,可以是一个函数或一个可调用对象。默认为None。
- close_fds:如果为True,则在子进程中关闭所有文件描述符。默认为True。
- shell:如果为True,则将args作为一个shell命令执行。默认为False。
- cwd:子进程的当前工作目录。默认为None,表示使用父进程的当前工作目录。
- env:子进程的环境变量。默认为None,表示使用父进程的环境变量。
- universal_newlines:如果为True,则将stdin、stdout、stderr的数据以文本模式处理。默认为False。
- startupinfo:用于指定子进程的一些启动信息,如窗口大小、标题等。默认为None。
- creationflags:用于指定子进程的一些标志,如CREATE_NEW_CONSOLE、CREATE_NEW_PROCESS_GROUP等。默认为0。
Popen函数返回一个Popen对象,可以通过该对象的方法和属性与子进程进行交互,如:
- communicate(input=None, timeout=None):与子进程进行交互,发送input数据并等待子进程执行完毕。如果timeout不为None,则在指定时间内等待子进程执行完毕。
- poll():检查子进程是否已经结束,如果已经结束则返回子进程的退出状态码,否则返回None。
- wait(timeout=None):等待子进程执行完毕,并返回子进程的退出状态码。如果timeout不为None,则在指定时间内等待子进程执行完毕。
- send_signal(signal):向子进程发送信号。
- terminate():向子进程发送SIGTERM信号,终止子进程。
- kill():向子进程发送SIGKILL信号,强制终止子进程。
- pid:子进程的进程ID。
- returncode:子进程的退出状态码。
示例代码:
import subprocess # 执行一个简单的命令 p = subprocess.Popen('ls -l', shell=True) p.wait() # 执行一个带参数的命令 p = subprocess.Popen(['ls', '-l'], stdout=subprocess.PIPE) output, error = p.communicate() print(output.decode()) # 执行一个长时间运行的命令,并在指定时间内等待其执行完毕 p = subprocess.Popen('sleep 10', shell=True) try: p.wait(timeout=5) except subprocess.TimeoutExpired: p.kill()
与子进程进行交互
communicate()
是subprocess
模块中的一个方法,用于与子进程进行交互。它会向子进程的标准输入发送数据,并等待子进程完成任务后获取其标准输出和标准错误输出。
communicate()
方法的语法如下:
stdout, stderr = subprocess.communicate(input=None, timeout=None)
其中,input
参数是要发送给子进程的数据,可以是字符串或字节流。如果不需要向子进程发送数据,则可以将其设置为None
。timeout
参数是等待子进程完成任务的超时时间,单位为秒。如果子进程在超时时间内未完成任务,则会抛出TimeoutExpired
异常。
communicate()
方法会返回一个元组,其中第一个元素是子进程的标准输出,第二个元素是子进程的标准错误输出。如果子进程没有输出,则对应的元素为None
。
下面是一个使用communicate()
方法的示例:
import subprocess # 执行命令 p = subprocess.Popen(['ls', '-l'], stdout=subprocess.PIPE, stderr=subprocess.PIPE) # 获取子进程的输出 stdout, stderr = p.communicate() # 输出子进程的标准输出和标准错误输出 print(stdout.decode('utf-8')) print(stderr.decode('utf-8'))
在上面的示例中,我们使用Popen()
方法创建了一个子进程,并将其标准输出和标准错误输出分别重定向到管道中。然后,我们使用communicate()
方法等待子进程完成任务,并获取其标准输出和标准错误输出。最后,我们将其转换为字符串并输出。
执行结果解析成json格式
可以使用Python的json模块将subprocess执行结果解析成json格式。
假设subprocess执行的命令是获取系统信息的命令,如下所示:
import subprocess cmd = "systeminfo" result = subprocess.run(cmd, stdout=subprocess.PIPE, stderr=subprocess.PIPE, shell=True)
执行结果保存在result变量中,可以使用json模块将其解析成json格式,如下所示:
import json output = result.stdout.decode('utf-8') json_output = json.loads(output)
其中,result.stdout是subprocess执行结果的标准输出,使用decode方法将其转换成字符串类型。然后使用json.loads方法将字符串解析成json格式。
解析后的json格式可以按照需要进行处理和使用。
检查子进程是否已经结束
在subprocess中,poll()方法用于检查子进程是否已经结束。如果子进程已经结束,poll()方法会返回子进程的退出状态码。如果子进程还在运行,poll()方法会返回None。
下面是一个使用poll()方法的示例:
import subprocess # 启动子进程 p = subprocess.Popen(['ls', '-l']) # 检查子进程是否已经结束 while p.poll() is None: print('子进程还在运行...') # 子进程已经结束,获取退出状态码 print('子进程已经结束,退出状态码为:', p.returncode)
在上面的示例中,我们启动了一个子进程来执行ls命令,然后使用poll()方法检查子进程是否已经结束。如果子进程还在运行,就会一直输出“子进程还在运行…”,直到子进程结束。当子进程结束后,我们使用returncode属性获取子进程的退出状态码,并输出到控制台。
等待子进程结束
在subprocess模块中,wait()方法用于等待子进程结束并返回状态码。它会阻塞当前进程,直到子进程结束为止。
wait()方法的语法如下:
status = subprocess.Popen.wait(self, timeout=None, endtime=None)
其中,timeout参数表示等待子进程结束的最长时间,单位为秒;endtime参数表示等待子进程结束的最晚时间,是一个时间戳。
如果子进程已经结束,wait()方法会立即返回状态码;如果子进程还在运行,wait()方法会阻塞当前进程,直到子进程结束为止。
wait()方法返回的状态码是一个整数,表示子进程的退出状态。如果子进程正常结束,状态码为0;如果子进程异常结束,状态码为一个非零值,具体的值表示异常的类型。
判断是否执行成功
在Python中,可以使用subprocess模块的returncode属性来判断子进程是否执行成功。如果子进程成功执行,returncode属性的值为0;如果子进程执行失败,returncode属性的值为非零。可以通过以下代码来实现:
import subprocess # 执行命令 result = subprocess.run(['ls', '-l'], stdout=subprocess.PIPE, stderr=subprocess.PIPE) # 判断是否执行成功 if result.returncode == 0: print('执行成功') else: print('执行失败')
在上面的代码中,我们使用subprocess.run()方法执行了一个ls -l命令,并将结果保存在result变量中。然后,我们通过判断result.returncode的值来判断子进程是否执行成功。如果returncode的值为0,则表示执行成功;否则,表示执行失败。
总结
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