极客教程python subprocess 阻塞
1. 介绍
在 Python 中，subprocess 模块是用于创建子进程并与其进行通信的强大工具。它提供了创建和管理子进程的函数和类，可以执行外部命令，并获取其输出。
然而，在某些情况下，我们可能希望父进程在子进程完成之前暂停执行，直到子进程退出。本文将讨论子进程阻塞与非阻塞执行的区别，以及如何通过 subprocess 模块在 Python 中实现阻塞子进程。
2. 阻塞与非阻塞执行
在操作系统中，阻塞和非阻塞是并发编程中的两个重要概念。
- 阻塞执行：当一个进程在执行某个操作时，如果不能继续向下执行，就会暂停当前进程的执行，直到满足执行条件后再继续执行。阻塞执行会导致父进程停止执行，直到子进程完成为止。
- 非阻塞执行：当一个进程在执行某个操作时，如果不能继续向下执行，不会暂停当前进程的执行，而是返回一个错误信息或者占用的资源。
在 Python 的 subprocess 模块中，默认情况下，subprocess 函数是非阻塞的。也就是说，当父进程调用 subprocess 函数创建子进程时，父进程会立即继续执行，而不会等待子进程完成。
3. 阻塞子进程的方法
要实现阻塞子进程，以等待子进程完成后再继续父进程的执行，可以使用 subprocess 模块提供的 subprocess.run() 函数。
subprocess.run() 函数是 Python 3.5 之后新增的一个高级接口，它以阻塞的方式执行并等待子进程完成，然后返回一个 CompletedProcess 对象，其中包含了子进程的执行结果。
下面是 subprocess.run() 函数的基本语法：
subprocess.run(args, *, stdin=None, input=None, stdout=None, stderr=None, capture_output=False, shell=False, cwd=None, timeout=None, check=False, encoding=None, errors=None, text=None, env=None, universal_newlines=None)
args 是一个字符串或列表，用于指定要执行的命令及其参数。其他参数是可选的，用于控制运行过程。
接下来我们通过一个简单的示例来说明如何使用 subprocess.run() 函数来阻塞子进程。
下面的代码演示了通过 subprocess.run() 函数阻塞执行一个 Linux 命令，并获取命令的输出：
import subprocess
# 执行命令
result = subprocess.run(['ls', '-l'], capture_output=True, text=True)
# 获取命令的输出结果
output = result.stdout
# 打印输出结果
print(output)
执行以上代码，将会输出当前目录下的文件和文件夹的详细信息。
在上述代码中，subprocess.run() 函数的第一个参数是要执行的命令和参数的列表，capture_output=True 表示捕获命令的输出，text=True 表示使用文本模式来处理输入和输出。
subprocess.run() 函数执行完成后，将返回一个 CompletedProcess 对象，我们可以通过 stdout 属性来获取命令的输出。
4. 阻塞子进程的其他方法
除了使用 subprocess.run() 函数之外，还可以使用 subprocess.Popen() 类配合 communicate() 方法来实现阻塞子进程。
subprocess.Popen() 类是 subprocess 模块中的另一个常用类，用于创建子进程。
communicate() 方法被用于和子进程进行通信，它会等待子进程完成，并返回一个包含子进程输出和错误输出的元组。
下面的代码演示了使用 subprocess.Popen() 类和 communicate() 方法阻塞执行一个命令，并获取命令的输出：
import subprocess
# 执行命令
process = subprocess.Popen(['ls', '-l'], stdout=subprocess.PIPE, text=True)
# 获取命令的输出结果
output, error = process.communicate()
# 打印输出结果
print(output)
执行以上代码，将会输出当前目录下的文件和文件夹的详细信息。
在上述代码中，subprocess.Popen() 函数的第一个参数是要执行的命令和参数的列表，stdout=subprocess.PIPE 表示将命令的输出传递给管道。
process.communicate() 方法会等待子进程完成，并返回一个包含子进程输出和错误输出的元组。我们可以通过解包元组的方式来获取输出和错误信息。
5. 不阻塞子进程的方法
默认情况下，subprocess 模块的函数和类是非阻塞的，也就是说，父进程会立即继续执行，而不会等待子进程完成。
如果希望使用 subprocess 模块创建子进程，并在父进程继续执行的同时，可以使用 subprocess.Popen() 类的 wait() 方法。
wait() 方法将会阻塞父进程，直到子进程完成为止。
下面是使用 subprocess.Popen() 类和 wait() 方法不阻塞执行一个命令的示例代码：
import subprocess
# 执行命令
process = subprocess.Popen(['ls', '-l'], stdout=subprocess.PIPE, text=True)
# 不阻塞父进程，继续执行其他操作
# 等待子进程完成
process.wait()
# 获取命令的输出结果
output, error = process.communicate()
# 打印输出结果
print(output)
上述代码中，process.wait() 方法将会阻塞父进程，直到子进程完成为止。
6. 总结
通过 subprocess 模块，我们可以在 Python 中创建子进程并与其进行通信。默认情况下，subprocess 函数是非阻塞的，父进程会立即继续执行。但我们也可以通过 subprocess.run() 函数或者 subprocess.Popen() 类的 communicate() 方法和 wait() 方法来实现阻塞子进程。
阻塞子进程可以在某些情况下提供更好的控制，例如需要等待子进程完成后才能继续执行其他操作。