Python Subprocess Popen指南，讓你輕鬆運行其他進程

在Python中，我們可以使用subprocess模塊來運行其他進程。常見的例子包括在Python中運行一個外部命令，或者在Python代碼中啟動其他Python腳本。在這篇文章中，我們將深入介紹Python Subprocess Popen的使用方式和應用場景。

一、什麼是subprocess模塊

subprocess是Python標準庫中用於運行其他進程的模塊。它提供了一種方便的方法來運行系統命令，並且可以讀取命令的輸出和錯誤。subprocess模塊的Popen類是其主要介面。Popen類可以啟動一個新的進程並與其進行交互。

例如，我們可以通過以下代碼來啟動一個新的進程並等待其結束：

import subprocess

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

這段代碼通過subprocess模塊啟動了一個名為ls的程序，並傳遞了”-l”參數。run函數將會等待該程序執行完畢並返回一個CompletedProcess對象，該對象包含了程序的返回值、標準輸出和標準錯誤輸出。

二、使用Popen類運行其他進程

Popen類是subprocess模塊的主要介面，提供了一種方便的方法來啟動其他進程。

首先，我們需要通過Popen類構造一個新的進程對象。例如，我們可以通過以下代碼啟動一個新的Python進程：

import subprocess

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

在構造新的進程對象後，我們可以通過process對象來控制進程的行為。例如，我們可以使用communicate方法與進程進行交互，並獲取進程的輸出和錯誤輸出：

import subprocess

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

print(output)
print(error)

這段代碼會啟動一個名為ls的進程，並傳遞”-l”參數。stdout=subprocess.PIPE參數告訴Popen類將進程的輸出流管道化，以便我們可以通過communicate方法獲取進程的輸出和錯誤輸出。

三、高級應用：在Python中啟動非同步進程

在某些情況下，我們希望在Python中啟動非同步進程，並實時獲取進程的輸出流。這可能是因為我們要監控進程，在進程輸出特定的消息時執行某些操作，或者我們需要實時處理進程輸出生成結果。

為了實現這樣的需求，我們可以使用asyncio模塊和subprocess模塊的Popen類。非同步進程的啟動和輸出讀取將在事件循環中進行，以保持應用程序的反應靈敏性和可擴展性。

以下是一個簡單但完整的示例，演示了如何在Python中啟動非同步進程，並通過asyncio模塊實現與之交互：

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()

這段代碼啟動了一個名為ls的程序，並傳遞了”-l”參數。cmd參數包含了程序的名稱和參數，以列表形式傳遞給create_subprocess_exec方法。stdout和stderr參數告訴create_subprocess_exec方法將進程的輸出流和錯誤輸出流管道化，以便我們可以輕鬆地讀取它們。

用於讀取非同步進程輸出流的read_stream函數是非同步生成器。該函數將在協程中持續運行，直到進程輸出停止。當進程輸出新行時，read_stream生成器會將其傳遞給handler函數進行處理。在示例代碼中，handler函數僅將新行輸出到sys.stdout，但你可以根據需要修改它。

四、總結

Python Subprocess Popen是一個非常強大的工具，可以幫助我們在Python中輕鬆運行其他進程。subprocess模塊提供了一種方便的方法來運行系統命令，並且可以讀取命令的輸出和錯誤。使用Popen類可以啟動一個新的進程並與其進行交互。

在某些情況下，我們希望在Python中啟動非同步進程，並實時獲取其輸出流。為了實現這樣的需求，我們可以使用asyncio模塊和subprocess模塊的Popen類。非同步進程的啟動和輸出讀取將在事件循環中進行，以保持應用程序的反應靈敏性和可擴展性。

在實際開發中，subprocess模塊和Popen類的用途非常廣泛，它們可以幫助我們輕鬆處理各種任務，讓Python開發更加簡單、高效、靈活。