Python Subprocess Popen指南，让你轻松运行其他进程

在Python中，我们可以使用subprocess模块来运行其他进程。常见的例子包括在Python中运行一个外部命令，或者在Python代码中启动其他Python脚本。在这篇文章中，我们将深入介绍Python Subprocess Popen的使用方式和应用场景。

一、什么是subprocess模块

subprocess是Python标准库中用于运行其他进程的模块。它提供了一种方便的方法来运行系统命令，并且可以读取命令的输出和错误。subprocess模块的Popen类是其主要接口。Popen类可以启动一个新的进程并与其进行交互。

例如，我们可以通过以下代码来启动一个新的进程并等待其结束：

import subprocess

subprocess.run(["ls", "-l"])

这段代码通过subprocess模块启动了一个名为ls的程序，并传递了"-l"参数。run函数将会等待该程序执行完毕并返回一个CompletedProcess对象，该对象包含了程序的返回值、标准输出和标准错误输出。

二、使用Popen类运行其他进程

Popen类是subprocess模块的主要接口，提供了一种方便的方法来启动其他进程。

首先，我们需要通过Popen类构造一个新的进程对象。例如，我们可以通过以下代码启动一个新的Python进程：

import subprocess

process = subprocess.Popen(["python", "script.py"])

在构造新的进程对象后，我们可以通过process对象来控制进程的行为。例如，我们可以使用communicate方法与进程进行交互，并获取进程的输出和错误输出：

import subprocess

process = subprocess.Popen(["ls", "-l"], stdout=subprocess.PIPE)
output, error = process.communicate()

print(output)
print(error)

这段代码会启动一个名为ls的进程，并传递"-l"参数。stdout=subprocess.PIPE参数告诉Popen类将进程的输出流管道化，以便我们可以通过communicate方法获取进程的输出和错误输出。

三、高级应用：在Python中启动异步进程

在某些情况下，我们希望在Python中启动异步进程，并实时获取进程的输出流。这可能是因为我们要监控进程，在进程输出特定的消息时执行某些操作，或者我们需要实时处理进程输出生成结果。

为了实现这样的需求，我们可以使用asyncio模块和subprocess模块的Popen类。异步进程的启动和输出读取将在事件循环中进行，以保持应用程序的反应灵敏性和可扩展性。

以下是一个简单但完整的示例，演示了如何在Python中启动异步进程，并通过asyncio模块实现与之交互：

import asyncio
import sys
import subprocess

async def read_stream(stream, handler):
    while True:
        line = await stream.readline()
        if not line:
            break
        handler(line)

def handler(line):
    sys.stdout.write(line.decode())

async def run_command(cmd):
    process = await asyncio.create_subprocess_exec(*cmd,
        stdout = asyncio.subprocess.PIPE,
        stderr = asyncio.subprocess.STDOUT)

    await asyncio.wait([
        read_stream(process.stdout, handler),
        read_stream(process.stderr, handler)
    ])

loop = asyncio.get_event_loop()
loop.run_until_complete(run_command(["ls", "-l"]))
loop.close()

这段代码启动了一个名为ls的程序，并传递了"-l"参数。cmd参数包含了程序的名称和参数，以列表形式传递给create_subprocess_exec方法。stdout和stderr参数告诉create_subprocess_exec方法将进程的输出流和错误输出流管道化，以便我们可以轻松地读取它们。

用于读取异步进程输出流的read_stream函数是异步生成器。该函数将在协程中持续运行，直到进程输出停止。当进程输出新行时，read_stream生成器会将其传递给handler函数进行处理。在示例代码中，handler函数仅将新行输出到sys.stdout，但你可以根据需要修改它。

四、总结

Python Subprocess Popen是一个非常强大的工具，可以帮助我们在Python中轻松运行其他进程。subprocess模块提供了一种方便的方法来运行系统命令，并且可以读取命令的输出和错误。使用Popen类可以启动一个新的进程并与其进行交互。

在某些情况下，我们希望在Python中启动异步进程，并实时获取其输出流。为了实现这样的需求，我们可以使用asyncio模块和subprocess模块的Popen类。异步进程的启动和输出读取将在事件循环中进行，以保持应用程序的反应灵敏性和可扩展性。

在实际开发中，subprocess模块和Popen类的用途非常广泛，它们可以帮助我们轻松处理各种任务，让Python开发更加简单、高效、灵活。