subprocess 子行程管理

subprocess 是 Python  程式語言中用來新增子行程的模組，這是在 PEP 324 中所提出的建議，主要是統一 Python 新增子行程的方法，用來取代 os.system, os.spawn*, os.popen*, popen2.*, commands.* 等這些模組和函式。基本上，在  Python 中如果要新增子行程，你只要知道 subprocess 模組就行了。

subprocess 模組最重要的是 Popen 類別，建立 Popen 物件時將會新增子行程去執行你要的工作，Popen 類別用起來比較精細，可操作的地方較多，相對較麻煩一些。因此 subprocess 模組提供下列三種方便的函式來新增子行程，注意到這三個函式是屬於同步呼叫 (synchronous call) 的方式，一定會等到子行程結束才執行下一行程式碼。

• subprocess.call(args, *, stdin=None, stdout=None, stderr=None, shell=False)
  最簡單的子行程新增方式，執行並等待結束，回傳子行程的回傳值 (return code)。
• subprocess.check_call(args, *, stdin=None, stdout=None, stderr=None, shell=False)
  呼叫子行程，並判斷回傳值是否為是否為 0，不然就引發 CalledProcessError 例外。
• subprocess.check_output(args, *, stdin=None, stderr=None, shell=False, universal_newlines=False)
  呼叫子行程，與 subprocess.check_call 函式行為相似，但回傳 stdout 的字串值。

接下來介紹 Popen 類別，Popen 的建構子如下：
class 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)

Popen 物件則有下列方法和屬性：

• 方法
• Popen.poll()：判斷子行程是否結束，如果結束回傳 returncode 值，否則回傳 None 。
• Popen.wait()：等待子行程結束，回傳 returncode 值。
• Popen.communicate(input=None)：與子行程通訊，回傳 tuple 資料型態為 (stdoutdata, stderrdata)，注意要通訊的 stdin, stdout, stderr 引數必須設定為 subprocess.PIPE 。
• Popen.send_signal(signal)：送信號給子行程。
• Popen.terminate()：終止子行程，送出 SIGTERM 信號。
• Popen.kill()：停止子行程，送出 SIGKILL 信號。
• 屬性
• stdin：如果建立 Popen 時的 stdin 引數是 subprocess.PIPE，那麼這個屬性會是 file object，否則為 None。
• stdout：如果建立 Popen 時的 stdout 引數是 subprocess.PIPE，那麼這個屬性會是 file object，否則為 None。
• stderr：如果建立 Popen 時的 stderr 引數是 subprocess.PIPE，那麼這個屬性會是 file object，否則為 None。
• pid：子行程的 process ID。
• returncode：子行程結束的回傳值，如果子行程還在執行沒有結束，returncode 會是 None 。

最後，注意 shell 引數若設定為 True 時，我們必須確定空白字元和 shell metacharacters 有被引號正確地包起來，不然建立子行程會錯誤或不如預期。預設的 shell=False 使 subprocess 模組會完整傳送所有字元，包含 shell metacharacters。看下列範例會更清楚

import subprocess
subprocess.check_output(['printf','Hello World\n'])
subprocess.check_output(['printf "Hello World\n"'], shell=True)
subprocess.check_output('printf "Hello World\n"', shell=True)

上述 3 行程式碼執行結果是相同的，差別在於 shell=True 時必須用引號處理空白和 metacharacters，最後一行則是因為序列 (sequence) 的引數只有一個，可以簡化成字串作為引數。

文件中建議，如果讓使用者輸入參數作為子行程的引數會有安全行的問題，容易發生 Shell injection 的危險，如果你很確定引數沒有任何疑慮，使用 shell=True 倒是讓程式碼更容易閱讀。

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