Python 3 利用 subprocess 实现管道( pipe )交互操作读/写通信

这里我们用Windows下的shell来举例：

from subprocess import * #因为是举例，就全部导入了

为了方便你理解，我们用一个很简单的一段代码来说明：

可以看见我们利用Popen实例化了一个p，创建了子程序cmd.exe，然后我们给他的的Stdin（标准输入流）Stdout（标准输出流）;

同时使用了subprocess.PIPE 作为参数，这个是一个特殊值，用于表明这些通道要开放。(在Python3.5，加入了run()方法来进行更好的操作)

 

然后我们继续

这些信息是不是很眼熟？这都是cmd的标准输出！

然后就会输出这些：

我们刚刚所写入的信息"echo Hellwworlds "已经被写入了，看起来确实成功了！

注意一下我们使用了 p.stdin.flush() 来对输入缓存区进行刷新，输出的信息也需要一个 " "，至少在 Windows 系统下必须这样做，否则只刷新（p.stdin.flush）的话是无效的；

我们到底做了什么？

---

我们成功的创建了子程序 cmd.exe，并且写入"echo Hellwworlds " ，然后cmd获取了并且执行，于是返回 Hellwworlds，这就是一次很简单的读写交互！

 

更高级的使用

---

既然我们已经可以简单的读写了，那么加点for和threading 吧，味道也许更佳喔~

#run.py  

from subprocess import * 
import threading 
import time

p =Popen('cmd.exe',shell=True,stdin=PIPE,stdout=PIPE)

def run():
    global p
    while True:
        line = p.stdout.readline() 
        if not line:  #空则跳出
            break
        print(">>>>>>",line.decode("GBK"))

    print("look up!!! EXIT ===")   #跳出


w =threading.Thread(target=run)

p.stdin.write("echo HELLW_WORLD!
".encode("GBK"))
p.stdin.flush()
time.sleep(1) #延迟是因为等待一下线程就绪
p.stdin.write("exit
".encode("GBK"))
p.stdin.flush()

w.start()

很好很好，猜猜输出什么？

有很多换行的原因是cmd返回的结果有换行，然后print输出会加一个换行，所以就换了两行，你可以考虑使用 sys.stdout.write 来输出，这样就没有附加的换行了

这样的话，你可以制作一个基础的读写了，那么我们开始封装吧。

封装Pipe

---

 不废话了，直接上代码，如果你真的想学会的话，还请认真自己读读代码。

 110行

我们实现了将所有的过程集中在一个类里面，并且可以定义三个参数，退出反馈函数，就绪反馈函数和输出反馈函数。

# -*- coding:utf-8 -*-

import subprocess  
import sys
import threading

class LoopException(Exception):
    """循环异常自定义异常，此异常并不代表循环每一次都是非正常退出的"""
    def __init__(self,msg="LoopException"):
        self._msg=msg

    def __str__(self):
        return self._msg



class SwPipe():
    """
    与任意子进程通信管道类，可以进行管道交互通信
    """
    def __init__(self,commande,func,exitfunc,readyfunc=None,
        shell=True,stdin=subprocess.PIPE,stdout=subprocess.PIPE,stderr=subprocess.PIPE,code="GBK"):
        """
        commande 命令
        func 正确输出反馈函数
        exitfunc 异常反馈函数
        readyfunc 当管道创建完毕时调用
        """
        self._thread = threading.Thread(target=self.__run,args=(commande,shell,stdin,stdout,stderr,readyfunc))
        self._code = code
        self._func = func
        self._exitfunc = exitfunc
        self._flag = False
        self._CRFL = "
"

    def __run(self,commande,shell,stdin,stdout,stderr,readyfunc):
        """ 私有函数 """
        try:
            self._process = subprocess.Popen(
                commande,
                shell=shell,
                stdin=stdin,
                stdout=stdout,
                stderr=stderr
                )  
        except OSError as e:
            self._exitfunc(e)
        fun = self._process.stdout.readline
        self._flag = True
        if readyfunc != None:
            threading.Thread(target=readyfunc).start() #准备就绪
        while True:
            line = fun()  
            if not line:  
                break
            try:
                tmp = line.decode(self._code)
            except UnicodeDecodeError:
                tmp =  
                self._CRFL + "[PIPE_CODE_ERROR] <Code ERROR: UnicodeDecodeError>
" 
                + "[PIPE_CODE_ERROR] Now code is: " + self._code + self._CRFL
            self._func(self,tmp)

        self._flag = False
        self._exitfunc(LoopException("While Loop break"))   #正常退出


    def write(self,msg):
        if self._flag:
            #请注意一下这里的换行
            self._process.stdin.write((msg + self._CRFL).encode(self._code)) 
            self._process.stdin.flush()
            #sys.stdin.write(msg)#怎么说呢，无法直接用代码发送指令，只能默认的stdin
        else:
            raise LoopException("Shell pipe error from '_flag' not True!")  #还未准备好就退出


    def start(self):
        """ 开始线程 """
        self._thread.start()

    def destroy(self):
        """ 停止并销毁自身 """
        process.stdout.close()
        self._thread.stop()
        del self
       





if __name__ == '__main__':   #那么我们来开始使用它吧
    e = None

    #反馈函数
    def event(cls,line):#输出反馈函数
        sys.stdout.write(line)

    def exit(msg):#退出反馈函数
        print(msg)

    def ready():#线程就绪反馈函数
        e.write("dir")  #执行
        e.write("ping www.baidu.com")
        e.write("echo Hello!World 你好中国！你好世界！")
        e.write("exit")

    e = SwPipe("cmd.exe",event,exit,ready)
    e.start()

输出：

 

 你可以看见，我们的指令都顺序的执行了。当然了这里面还有OS的功劳。

那么你的可扩展的Pipe类应该已经构建完毕了吧？

A: 我之所以要在这种代码前面加入行数的原因就是为了防止你复制；因为你可能永远不会明白这里究竟发生了什么，而是只懂得了使用。

顺便一提：

最好去参考一下官方的文档，已经讲得非常详细了。subprocess.Popen.communicate 或许更适合你，看你是要进行什么事情。

参考：

https://docs.python.org/3/library/subprocess.html

到此结束，如有错误之处还望指正。

不论是否对你有帮助，感谢你耐心阅读