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关于程序员:Python-异步-在非阻塞子进程中运行命令19

jiezi

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咱们能够从 asyncio 执行命令。该命令将在咱们能够应用非阻塞 I/O 写入和读取的子过程中运行。

1. 什么是 asyncio.subprocess.Process

asyncio.subprocess.Process 类提供了由 asyncio 运行的子过程的示意。它在 asyncio 程序中提供子过程的句柄，容许对其执行操作，例如期待和终止它。

该 API 与 multiprocessing.Process 类十分类似，可能与 subprocess.Popen 类更类似。具体来说，它与 subprocess.Popen 共享 wait()、communicate() 和 send_signal() 等办法以及 stdin、stdout 和 stderr 等属性。

当初咱们晓得了 asyncio.subprocess.Process 类是什么，让咱们看看如何在咱们的 asyncio 程序中应用它。

咱们不间接创立 asyncio.subprocess.Process。相同，在 asyncio 程序中执行子过程时，会为咱们创立一个类的实例。

有两种办法能够将内部程序作为子流程执行并获取 Process 实例，它们是：

  • asyncio.create_subprocess_exec() 用于间接运行命令。
  • asyncio.create_subprocess_shell() 用于通过 shell 运行命令。

让咱们顺次看一下每个示例。

2. 如何间接运行命令

命令是在命令行（终端或命令提示符）上执行的程序。这是另一个间接运行的程序。

Linux 和 macOS 上的常见示例可能是：

  • ‘ls’列出目录的内容
  • ‘cat’报告文件的内容
  • “data”报告日期
  • ‘echo’报告一个字符串
  • ‘sleep’睡眠几秒钟

咱们能够通过 create_subprocess_exec() 函数从 asyncio 程序执行命令。

asyncio.create_subprocess_exec() 函数承受一个命令并间接执行它。

这很有用，因为它容许命令在子过程中执行，并容许 asyncio 协程读取、写入和期待它。

与 asyncio.create_subprocess_shell() 函数不同，asyncio.create_subprocess_exec() 不会应用 shell 执行命令。

这意味着 shell 提供的性能，例如 shell 变量、脚本和通配符，在执行命令时不可用。

这也意味着执行命令可能更平安，因为没有机会进行 shell 注入。

当初咱们晓得了 asyncio.create_subprocess_exec() 的作用，让咱们看看如何应用它。

2.1. 如何应用 Asyncio create_subprocess_exec()

asyncio.create_subprocess_exec() 函数将在子过程中执行给定的字符串命令。

它返回一个代表子过程的 asyncio.subprocess.Process 对象。

create_subprocess_exec() 函数是一个协程，这意味着咱们必须期待它。它会在子流程启动后返回，而不是在子流程实现时返回。

...
# execute a command in a subprocess
process = await asyncio.create_subprocess_exec('ls')

正在执行的命令的参数必须作为后续参数提供给 create_subprocess_exec() 函数。

...
# execute a command with arguments in a subprocess
process = await asyncio.create_subprocess_exec('ls', '-l')

咱们能够通过期待 wait() 办法来期待子过程实现。

...
# wait for the subprocess to terminate
await process.wait()

咱们能够通过调用 terminate() 或 kill() 办法间接进行子过程，这将在子过程中引发一个信号。

...
# terminate the subprocess
process.terminate()

命令的输出和输入将由 stdin、stderr 和 stdout 解决。咱们能够让 asyncio 程序处理子过程的输出或输入。

这能够通过指定输出或输入流并指定要重定向的常量来实现，例如 asyncio.subprocess.PIPE。

例如，咱们能够将命令的输入重定向到 asyncio 程序：

...
# start a subprocess and redirect output
process = await asyncio.create_subprocess_exec('ls', stdout=asyncio.subprocess.PIPE)

而后咱们能够通过 asyncio.subprocess.Process 实例通过 communicate() 办法读取程序的输入。

此办法是协程，必须期待。它用于通过子流程发送和接收数据。

...
# read data from the subprocess
line = process.communicate()

咱们还能够通过以字节为单位设置“input”参数，通过 communicate() 办法将数据发送到子过程。

...
# start a subprocess and redirect input
process = await asyncio.create_subprocess_exec('ls', stdin=asyncio.subprocess.PIPE)
# send data to the subprocess
process.communicate(input=b'Hello\n')

在后盾，asyncio.subprocess.PIPE 将子过程配置为指向 StreamReader 或 StreamWriter，用于向子过程发送数据或从子过程发送数据，并且 communicate() 办法将从配置的读取器读取或写入字节。

咱们能够通过子过程通过 stdin、stdout 和 stderr 属性间接与 StreamReader 或 StreamWriter 交互。

...
# read a line from the subprocess output stream
line = await process.stdout.readline()

当初咱们晓得如何应用 create_subprocess_exec() 函数，让咱们看一些工作示例。

2.2. Asyncio create_subprocess_exec() 示例

咱们能够摸索如何在 asyncio 的子过程中运行命令。在这个例子中，咱们将执行“echo”命令来报告一个字符串。

echo 命令将间接在规范输入上报告提供的字符串。上面列出了残缺的示例。

请留神，此示例假如您能够拜访“echo”命令，我不确定它是否实用于 Windows。

# SuperFastPython.com
# example of executing a command as a subprocess with asyncio
import asyncio
 
# main coroutine
async def main():
    # start executing a command in a subprocess
    process = await asyncio.create_subprocess_exec('echo', 'Hello World')
    # report the details of the subprocess
    print(f'subprocess: {process}')
 
# entry point
asyncio.run(main())

运行示例首先创立 main() 协程并将其作为 asyncio 程序的入口点执行。

main() 协程运行并调用 create_subprocess_exec() 函数来执行命令。

main() 协程在创立子过程时挂起。返回一个 Process 实例。

main() 协程复原并报告子过程的详细信息。main() 过程终止，asyncio 程序终止。

echo 命令的输入在命令行上报告。这突出了咱们如何从 asyncio 程序执行命令。

Hello World
subprocess: <Process 50249>

3. 如何通过 Shell 运行命令

咱们能够应用 shell 执行命令。shell 是命令行的用户界面，称为命令行解释器 (CLI)。它将代表用户解释和执行命令。

它还提供诸如用于脚本、通配符、管道、shell 变量（例如 PATH）等的原始编程语言等性能。

例如，咱们能够将一条命令的输入重定向为另一条命令的输出，比方将“/etc/services”文件的内容重定向到 word count 命令“wc”中，统计行数：

cat /etc/services | wc -l

基于 Unix 的操作系统中的 shell 示例包含：

shell 曾经在运行，它被用来启动 Python 程序。您无需执行任何非凡操作即可获取或拜访 shell。

咱们能够通过 create_subprocess_shell() 函数从 asyncio 程序执行命令。

asyncio.create_subprocess_shell() 函数承受一个命令并应用以后用户 shell 执行它。

这很有用，因为它不仅容许执行命令，还容许应用 shell 的性能，例如重定向、通配符等。

该命令将在执行 asyncio 程序的过程的子过程中执行。重要的是，asyncio 程序可能与子过程异步交互，例如通过协程。

通过 shell 而不是间接执行命令时，可能会有平安思考。

这是因为申请执行命令和正在执行的命令之间至多存在一层间接和解释，容许可能的歹意注入。

当初咱们晓得了 asyncio.create_subprocess_shell() 的作用，让咱们看看如何应用它。

3.1. 如何应用 Asyncio create_subprocess_shell()

asyncio.create_subprocess_shell() 函数将通过以后 shell 执行给定的字符串命令。

它返回一个示意过程的 asyncio.subprocess.Process 对象。

它与咱们在上一节中看到的 create_subprocess_shell() 函数十分类似。不过，咱们将回顾如何应用该函数以及如何通过 Process 实例与流程交互（以防您间接跳到本节）。

create_subprocess_shell() 函数是一个协程，这意味着咱们必须期待它。它会在子流程启动后返回，而不是在子流程实现时返回。

...
# start a subprocess
process = await asyncio.create_subprocess_shell('ls')

咱们能够通过期待 wait() 办法来期待子过程实现。

...
# wait for the subprocess to terminate
await process.wait()

咱们能够通过调用 terminate() 或 kill() 办法间接进行子过程，这将在子过程中引发一个信号。

命令的输出和输入将由 shell 解决，例如规范输出、规范谬误和规范输入。

咱们能够让 asyncio 程序处理子过程的输出或输入。

这能够通过指定输出或输入流并指定要重定向的常量来实现，例如 asyncio.subprocess.PIPE。

例如，咱们能够将命令的输入重定向到 asyncio 程序：

...
# start a subprocess and redirect output
process = await asyncio.create_subprocess_shell('ls', stdout=asyncio.subprocess.PIPE)

而后咱们能够通过 asyncio.subprocess.Process 实例通过 communicate() 办法读取程序的输入。

此办法是协程，必须期待。它用于通过子流程发送和接收数据。

...
# read data from the subprocess
line = process.communicate()

咱们还能够通过以字节为单位设置“input”参数，通过 communicate() 办法将数据发送到子过程。

...
# start a subprocess and redirect input
process = await asyncio.create_subprocess_shell('ls', stdin=asyncio.subprocess.PIPE)
# send data to the subprocess
process.communicate(input=b'Hello\n')

在后盾，asyncio.subprocess.PIPE 将子过程配置为指向 StreamReader 或 StreamWriter，用于向子过程发送数据或从子过程发送数据，并且 communicate() 办法将从配置的读取器读取或写入字节。

咱们能够通过子过程通过 stdin、stdout 和 stderr 属性间接与 StreamReader 或 StreamWriter 交互。

...
# read a line from the subprocess output stream
line = await process.stdout.readline()

当初咱们晓得如何应用 create_subprocess_shell() 函数，让咱们看一些工作示例。

3.2. Asyncio create_subprocess_shell() 示例

咱们能够摸索如何应用 shell 在 asyncio 的子过程中运行命令。在这个例子中，咱们将执行“echo”命令来报告一个字符串。

echo 命令将间接在规范输入上报告提供的字符串。上面列出了残缺的示例。

请留神，此示例假如您能够拜访“echo”命令，我不确定它是否实用于 Windows。

# SuperFastPython.com
# example of executing a shell command as a subprocess with asyncio
import asyncio
 
# main coroutine
async def main():
    # start executing a shell command in a subprocess
    process = await asyncio.create_subprocess_shell('echo Hello World')
    # report the details of the subprocess
    print(f'subprocess: {process}')
 
# entry point
asyncio.run(main())

运行示例首先创立 main() 协程并将其作为 asyncio 程序的入口点执行。main() 协程运行并调用 create_subprocess_shell() 函数来执行命令。

main() 协程运行并调用 create_subprocess_shell() 函数来执行命令。main() 协程复原并报告子过程的详细信息。main() 过程终止，asyncio 程序终止。

echo 命令的输入在命令行上报告。这突出显示了咱们如何应用 shell 从 asyncio 程序执行命令。

subprocess: <Process 43916>
Hello World

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