Python 2.x 中如何使用subprocess模組進行子進程管理

Python 2.x 中如何使用subprocess模組進行子程序管理

概述：
在Python開發中，有時我們需要在程式中呼叫其他的外部命令或程式。 subprocess模組是Python提供的一個標準函式庫，它能夠方便地建立子程序並與其進行通訊。本文將介紹如何使用subprocess模組進行子進程管理，並透過程式碼範例進行說明。

1. 建立子進程：
   subprocess模組中最常用的函數是subprocess.Popen()，它能夠啟動一個新進程並傳回一個Popen物件。使用Popen()函數建立子程序的基本語法如下：

import subprocess

subprocess.Popen(args, bufsize=0, executable=None, stdin=None, stdout=None, stderr=None, preexec_fn=None, 
                 close_fds=False, shell=False, cwd=None, env=None, universal_newlines=False, startupinfo=None, 
                 creationflags=0)

參數說明：

• args: 字串或序列類型的指令行參數
• bufsize: 控制輸入輸出緩衝大小的參數，0代表不緩衝，1代表行緩衝，其他正數代表緩衝區大小
• executable: 可執行檔的路徑，預設使用系統PATH環境變數中的搜尋路徑
• stdin：子程序的標準輸入流，預設為PIPE，即透過Popen物件的stdin屬性進行輸入
• stdout: 子程序的標準輸出流，預設為PIPE，即透過Popen物件的stdout屬性進行輸出
• stderr: 子程序的標準錯誤流，預設為PIPE，即透過Popen物件的stderr屬性進行輸出
• preexec_fn : 一個將在子程序啟動之前被呼叫的可執行物件
• close_fds: 是否關閉不再需要的檔案描述符，預設為False
• shell: 是否透過shell進行指令解析，預設為False
• cwd: 工作目錄，預設為None
• env: 環境變量，預設為None，即使用父進程的環境變數
• universal_newlines: 控制輸入輸出是否轉換為文字模式，預設為False
• startupinfo: 子程序的啟動訊息，預設為None
• creationflags: 子程序的建立標記，預設為0

#範例程式碼1：啟動一個子程序並執行指令，然後取得子程序的輸出結果。

import subprocess

cmd = "ls -l"
p = subprocess.Popen(cmd, shell=True, stdout=subprocess.PIPE)
output, _ = p.communicate()
print(output)

2. 子程序的輸入輸出：
   在建立子程序時，我們可以透過Popen()函數的stdin、stdout、stderr參數來指定子程序的輸入輸出。如果不指定這些參數，預設會建立一個新的管道並透過Popen物件的屬性來讀寫。

範例程式碼2：啟動一個子程序並透過管道進行輸入、輸出。

import subprocess

cmd = "grep -E 'a|b|c'"
p = subprocess.Popen(cmd, shell=True, stdin=subprocess.PIPE, stdout=subprocess.PIPE)
input_data = "abcdefg
hijklmnop
qrstuvwxyz
"
output, _ = p.communicate(input_data)
print(output)

範例程式碼3：啟動一個子程序並重定向輸出到檔案中。

import subprocess

cmd = "grep -E 'a|b|c' input.txt > output.txt"
subprocess.Popen(cmd, shell=True)

3. 等待子進程結束：
   子進程的執行是異步的，預設情況下，Popen()函數會立即傳回一個Popen對象，而不會等待子進程執行完畢。如果我們需要等待子程序執行完畢後再進行下一步操作，可以使用Popen()物件的wait()方法。

範例程式碼4：啟動一個子程序並等待其執行完畢。

import subprocess

cmd = "ls -l"
p = subprocess.Popen(cmd, shell=True)
p.wait()
print("子进程执行完毕")

4. 捕獲子程序的退出狀態碼：
   每個子程序都會有一個退出狀態碼，代表其執行結果。可以使用Popen()物件的returncode屬性來取得子程序的退出狀態碼，如果為0代表執行成功。

範例程式碼5：取得子進程的退出狀態碼。

import subprocess

cmd = "ls -l"
p = subprocess.Popen(cmd, shell=True)
p.wait()
if p.returncode == 0:
    print("子进程执行成功")
else:
    print("子进程执行失败")

總結：
透過subprocess模組，我們可以方便地在Python程式中建立子進程並進行進程管理。具體的操作方法包括建立子進程、控制子進程的輸入輸出、等待子進程結束以及捕獲子進程的退出狀態碼。掌握這些知識，能夠更好地利用Python進行子進程管理，提升程式的彈性與擴展性。

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