Python怎么启动一个子进程_subprocess模块子进程管理-Python教程-PHP中文网

Python怎么启动一个子进程_subprocess模块子进程管理

裘德小鎮的故事

发布： 2025-09-12 19:08:01

原创

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答案：使用subprocess.run()并传入命令列表、capture_output=True、text=True和check=True，可安全执行外部命令并捕获输出。通过异常处理获取返回码和错误信息，避免shell=True以防注入风险，复杂场景改用Popen进行异步管理与交互。

python怎么启动一个子进程_subprocess模块子进程管理

要在Python中启动一个子进程，最直接也最推荐的方式是使用内置的

subprocess

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模块。它提供了一套强大的接口来创建和管理新的进程，与它们进行通信，并获取它们的返回状态。

对于大多数简单的场景，比如执行一个外部命令并等待它完成，

subprocess.run()

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函数是你的首选。它是一个高级接口，封装了许多底层细节，让事情变得非常简洁。

举个例子，你想列出当前目录的文件：

import subprocess

# 最简单的用法
# capture_output=True 捕获输出
# text=True 将输出解码为字符串
# check=True 确保命令成功执行（非零返回码抛出异常）
try:
    result = subprocess.run(['ls', '-l'], capture_output=True, text=True, check=True)
    print("命令成功执行，输出如下：")
    print(result.stdout)
except subprocess.CalledProcessError as e:
    print(f"命令执行失败，返回码：{e.returncode}")
    print(f"错误输出：{e.stderr}")
except FileNotFoundError:
    print("命令未找到，请检查系统路径或命令是否存在。")

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这里有几个关键点：

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```
['ls', '-l']
```
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：命令和它的参数应该作为列表传递。这是更安全的方式，因为Python会负责引用和转义，避免了shell注入的风险。只有当你明确需要shell的特性（比如管道、重定向）时，才考虑设置
```
shell=True
```
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，但那样做需要格外小心。
```
capture_output=True
```
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：这个参数告诉Python捕获子进程的stdout和stderr。如果没有它，子进程的输出会直接打印到父进程的控制台。
```
text=True
```
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：等同于
```
encoding='utf-8'
```
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。它会将捕获到的字节流解码成字符串，否则你拿到的是字节串（bytes）。这在处理文本输出时非常方便。
```
check=True
```
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：如果子进程以非零状态码退出（通常表示错误），
```
check=True
```
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会让
```
subprocess.run()
```
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抛出一个
```
CalledProcessError
```
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异常。这让错误处理变得直观。

如果你需要执行一个更复杂的命令，或者需要shell的特性，比如管道：

import subprocess

# 使用shell=True，但要非常谨慎
try:
    result = subprocess.run('echo hello | grep he', shell=True, capture_output=True, text=True, check=True)
    print("命令成功执行，输出如下：")
    print(result.stdout.strip())
except subprocess.CalledProcessError as e:
    print(f"命令执行失败: {e}")
    print(f"Stderr: {e.stderr}")
except FileNotFoundError:
    print("命令未找到，请检查系统路径或命令是否存在。")

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请记住，

shell=True

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带来了潜在的安全风险，尤其当命令字符串来源于不可信的用户输入时。除非万不得已，尽量避免使用。

在Python中如何安全地执行外部命令并有效捕获其输出？

安全性和输出捕获是使用

subprocess

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模块时最先要考虑的问题。从我的经验来看，很多人刚开始都会直接用

shell=True

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，觉得方便，但很快就会遇到一些难以预料的问题，尤其是在跨平台或者涉及用户输入的时候。

关于安全性，核心原则是：永远优先使用列表形式传递命令和参数。

# 安全的做法：命令和参数分开，作为列表传递
command_parts = ['git', 'clone', 'https://github.com/user/repo.git']
try:
    subprocess.run(command_parts, check=True)
    print("Git clone 命令执行成功。")
except subprocess.CalledProcessError as e:
    print(f"Git clone 失败，返回码: {e.returncode}")
    # 这里可以进一步捕获并打印 stderr
except FileNotFoundError:
    print("Git 命令未找到，请检查是否已安装Git。")

# 危险的做法 (如果repo_url来自用户输入，可能被注入恶意命令)
# repo_url = "https://github.com/user/repo.git; rm -rf /"
# subprocess.run(f"git clone {repo_url}", shell=True)

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当命令和参数作为列表传递时，Python会直接调用底层的操作系统API（如

execvp

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），命令不会经过shell解析，因此无法被注入额外的shell命令。这就像你直接告诉操作系统“运行这个程序，带上这些参数”，而不是“让shell去解析并运行这个字符串”。

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至于捕获输出，

capture_output=True

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是关键。它会将子进程的stdout和stderr重定向到管道中，这样父进程就可以读取它们。

import subprocess

try:
    process_result = subprocess.run(
        ['ping', '-c', '4', 'google.com'], # Linux/macOS ping
        # ['ping', 'google.com', '-n', '4'], # Windows ping
        capture_output=True,
        text=True, # 自动解码为字符串
        check=True # 非零返回码时抛异常
    )
    print("Standard Output:")
    print(process_result.stdout)
    print("\nStandard Error (if any):")
    print(process_result.stderr)
except subprocess.CalledProcessError as e:
    print(f"命令执行失败，返回码: {e.returncode}")
    print(f"错误输出: {e.stderr}")
except FileNotFoundError:
    print("命令未找到，请检查路径或是否已安装。")

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这里我通常会加上

check=True

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，因为我希望在子进程出现错误时能立即知道，而不是默默地继续执行。捕获

CalledProcessError

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可以让你拿到子进程的返回码和错误输出，这对于调试来说至关重要。如果

ping

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命令本身就找不到，那会抛出

FileNotFoundError

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，这也是需要处理的一种情况。

面对长时间运行或需要交互的子进程，Python有哪些高效管理策略？

当你的子进程不是“一锤子买卖”，而是需要长时间运行、异步操作或者需要父子进程之间进行持续交互时，

subprocess.run()

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就不太够用了。这时，

subprocess.Popen

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就该登场了，它提供了更细粒度的控制。

Popen

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允许你启动一个子进程，然后父进程可以继续执行其他任务，而不需要等待子进程完成。你可以随时检查子进程的状态、发送数据到其标准输入、读取其标准输出和错误输出。

一个典型的场景是启动一个后台服务，或者执行一个需要定时检查进度的脚本：

import subprocess
import time
import sys

# 假设有一个 count.py 文件内容如下：
# import time, sys
# for i in range(3):
#     print(f"Count: {i}", file=sys.stderr) # 输出到stderr，方便区分
#     time.sleep(1)
# print("Done counting!", file=sys.stderr)

print("父进程：启动子进程...")
# 使用 Popen，注意 stdin, stdout, stderr 的设置
# subprocess.PIPE 会创建管道，允许父进程读写
process = subprocess.Popen(
    [sys.executable, 'count.py'], # 使用 sys.executable 确保找到当前Python解释器
    stdout=subprocess.PIPE,
    stderr=subprocess.PIPE,
    text=True # 同样为了方便处理文本
)

print("父进程：子进程已启动，我去做别的事情...")
time.sleep(1.5) # 父进程模拟做其他工作

print("父进程：检查子进程状态...")
# poll() 方法检查子进程是否已终止，如果终止则返回其返回码，否则返回 None
if process.poll() is None:
    print("父进程：子进程仍在运行。")
else:
    print(f"父进程：子进程已结束，返回码: {process.returncode}")

# 等待子进程完成并获取其输出
# communicate() 会等待子进程结束，并返回其stdout和stderr
stdout, stderr = process.communicate(timeout=5) # 设置超时，避免无限等待
print("\n父进程：子进程标准输出:")
print(stdout)
print("\n父进程：子进程标准错误输出:")
print(stderr)

if process.returncode != 0:
    print(f"父进程：子进程以非零返回码 {process.returncode} 退出，可能存在问题。")

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