如我之前发的文章《项目中根据相对路径和绝对路径获取文件/资源的方法》，这篇文章介绍了Java中可以通过Runtime和ProcessBuilder来执行子进程或外部程序，比如在Java程序中调用Python脚本运行并获取结果、调用cmd执行命令获取结果等等。

在Python中，同样可以实现该功能，用subprocess模块即可。subprocess模块的作用和Java中的ProcessBuilder作用类型，都是启动一个子进程，然后发送命令给子进程执行，当前进程可以选择等待或者不等待子进程执行完毕。

创建子进程

创建子进程执行命令最典型的用法是使用Popen函数：

subprocess.Popen(self, 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)

该函数的参数说明如下：

1. args：字符串或者列表，代表要执行的程序、命令和参数。如果是字符串，那么要执行的程序（命令）和参数都在该字符串中；如果是列表，那么列表的第一个元素是可执行文件的路 径，后面的元素都是给该可执行文件传递的参数。另外，第一个元素也可以不给出可执行程序的完整路径，只给出需要执行的程序名称即可，然后通过下面的executeable参数来指定可执行文件路径。

2. bufsize：整数，缓冲区的大小。子进程的输入流、输出流、错误流都会有缓冲区，该参数指定缓冲区的大小。

3. executable：字符串，可执行程序的完整路径。如果args参数没有给出可执行程序的完整路径，那么就通过executable给出可执行程序的完整路径。

4. stdin, stdout, stderr：子进程的标准输入、输出、错误。可以指定为管道（PIPE）、文件描述符（fd）或文件对象，也可以设为None，表示这些参数从父进程继承。

5. preexec_fn：指定一个可执行对象，在子进程运行之前被调用。

6. close_fds：在windows平台下，如果close_fds被设置为True，则新创建的子进程将不会继承父进程的输入、输出、错误管 道。我们不能将close_fds设置为True同时重定向子进程的标准输入、输出与错误(stdin, stdout, stderr)。

7. shell：布尔值，如果该值为true，表示通过shell来执行子进程中的命令。

8. cwd：字符串，设置要执行的子进程的工作目录。

9. env：dict，指定子进程的环境变量。如果设置为None，则子进程的环境变量从父进程中继承。

10. universal_newlines：布尔值，指定子进程的换行符。例如：Windows环境下，换行符为'/r/n'，而Unix环境下为'/n'。如果该参数设置为True，则子进程中的换行符都当作'/n'来处理。

示例：

Popen

这样，我们就创建了一个子进程，args参数设置为列表，列表的第一个元素表示可执行程序。该子进程在目录"/Users/racing/Downloads"下执行了"ls -la"的命令（说明：ls在Unix系统中是一个可执行程序，并且其路径已经加入了系统环境变量path中）。

又例如：

Popen

该子进程的args传的是字符串，该字符串中包含了可执行程序和参数，并且指定使用shell来执行。该子进程在目录"/Users/racing/Downloads"下使用shell执行了"cat PR_curve.py"的命令。

再例如：

Popen

该子进程的args传的是列表，列表的第一个元素包含了可执行程序bash的完整路径。该子进程在目录"/Users/racing/Downloads"下使用bash执行"cat PR_curve.py"的命令。

其实使用subprocess，可以直接传入外部程序的完整路径然后执行，比如QQ啊什么的都可以。

注意：Popen()创建子进程并执行，该子进程执行并不会阻塞父进程，该子进程和当前父进程是异步执行的。

获取子进程输入输出

如果需要与子进程交互，需要设置子进程的标准输入输出。最常见的就是使用communicate函数。

p.communicate(input=None)

在使用p=subprocess.Popen()创建一个子进程之后，然后就可以使用outdata, errdata = p.communicate(input=None)来获取子进程的输出和错误信息。

communicate会阻塞当前父进程，直到子进程执行完成，父进程才会往下继续执行。如果父进程想向子进程stdin发送数据或读取子进程的标准输出和标准错误输出，必须把stdin或stdout或stderr设置为PIPE。此处输入的input是通过stdin输入给Popen中命令的参数，并不是把input内容当作Popen中命令的命令行参数。commicate()函数返回一个元组，第一个元素时子进程的输出信息，第二个元素时子进程的错误信息。

例如：

communicate

该子进程在Windows下执行了dir命令，并且获取了子进程的输出信息和错误信息。

再次提醒，如果需要通过communicate获取子进程的输出信息，在Popen创建子进程时，一定要把stdout设置为subprocess.PIPE。

检查子进程是否结束

p.poll()

poll函数用来检查子进程是否结束，会返回一个数字，0表示子进程已经执行结束。

阻塞父进程，等待子进程执行结束

p.wait()

wait函数会阻塞当前父进程，等待子进程运行结束，子进程结束之后返回子进程的退出值，0表示正常执行完成。

注意：如果子进程输出了大量数据到stdout或者stderr的管道，并达到了系统pipe的缓存大小的话，子进程会等待父进程读取管道，而父进程此时正wait着的话，将会产生传说中的死锁，后果非常严重。建议使用communicate()来避免这种情况的发生。

获取子进程属性

p.returncode

returncode是子进程的返回值。如果该值为0，表示子进程是正常执行完毕的，如果为其他值，表示子进程执行出错了。

p.pid

pid是子进程的进程号。注意：如果在创建子进程时，Popen函数的shell参数设置为True，那么这里的pid就是指子进程shell的进程号。

终止子进程

p.terminate()

terminate函数用来终止子进程。在Unix系统下，该函数是发送一个SIGTERM信号；而Windows下是调用TerminateProcess()来终止子进程。

kill函数是强制杀死子进程。在Unix系统下，该函数是发送一个SIGKILL信号，就像命令行执行kill一样；而Windows下的效果和terminate函数是一样的。

创建子进程并等待子进程执行完毕（推荐）

p=subprocess.call(args)

如上所述，使用Popen函数会使得子进程异步执行，如果需要等待子进程执行完毕，需要手动调用wait函数或者communicate函数。而更好的方法就是使用call函数来创建子进程。

call函数的参数和Popen函数一样，但是call函数也是创建一个子进程，并且创建之后立即执行，并且当前进程等待该子进程执行完毕才会往下继续执行。

如果我们的父进程不需要与子进程进行交互，并且需要等待子进程执行完毕的话，建议使用该函数执行子进程。

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