极客笔记如何在Python中使用Subprocess模块？
Subprocess模块是Python官方推荐的处理外部命令的工具。Subprocess模块可以让我们在Python程序中启动子进程，并与之进行交互。Subprocess模块本质上是封装了底层的POSIX fork/exec系统调用，因此它可以在所有主流操作系统上运行。在本篇文章中，我们将介绍Subprocess模块的基本概念和用法，并通过实例演示如何在Python程序中使用Subprocess模块。
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Subprocess模块的基本概念
在使用Subprocess模块之前，我们需要了解一些基本概念。
子进程
子进程是由父进程启动的新进程。在Subprocess模块中，我们可以使用Popen类来启动子进程，并与之进行交互。Popen类的实例对象代表了一个子进程。
标准输入、标准输出和标准错误
在Unix/Linux系统中，每个进程都有三个标准的I/O流：标准输入（stdin）、标准输出（stdout）和标准错误（stderr）。在Subprocess模块中，我们可以通过stdin、stdout和stderr参数来控制子进程的输入和输出。
命令行参数
命令行参数是指在命令行中传递给子进程的参数。在Subprocess模块中，我们可以使用args参数指定要启动的子进程的命令行参数。
状态码
状态码是指子进程在退出时返回的状态。在Unix/Linux系统中，状态码为0表示子进程正常退出。
Subprocess模块的用法
在Subprocess模块中启动子进程需要使用Popen类。Popen类的构造方法如下：
subprocess.Popen(args, bufsize=-1, 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, restore_signals=True, start_new_session=False, pass_fds=(), *, encoding=None, errors=None)
其中，args参数用来指定要启动的子进程的命令行参数；stdin、stdout和stderr参数用来控制子进程的输入和输出；universal_newlines参数用来指定stdin、stdout和stderr是否以字符串的形式传递数据。
如下代码演示了如何启动一个简单的子进程并读取其输出：
import subprocess
proc = subprocess.Popen(['echo', 'Hello, world!'], stdout=subprocess.PIPE)
output, err = proc.communicate()
print(output.decode())
运行结果：
Hello, world!
上面的代码首先使用Popen类启动了一个子进程，然后通过communicate方法读取子进程的输出。由于子进程的输出被重定向到了管道中，因此我们可以使用communicate方法读取管道中的数据。
接下来，我们将通过更多的实例演示Subprocess模块的用法。
启动守护进程
在Unix/Linux系统中，我们通常会使用守护进程来运行后台任务。在Python程序中，我们可以使用Subprocess模块来启动守护进程。以下代码演示了如何在Python程序中启动一个守护进程：
import subprocess
subprocess.Popen(['nohup', 'python', '/path/to/daemon.py', '&'], stdin=None, stdout=None, stderr=None, close_fds=True)
上面的代码使用Popen类启动了一个守护进程。nohup命令可以将守护进程与终端分离，从而保证它可以在后台持续运行。&符号可以让守护进程在后台运行，不阻塞当前进程。
流式传输大文件
Subprocess模块还可以用于流式传输大的文件。以下代码演示了如何使用Subprocess模块在两台主机之间传输一个大的文件：
import subprocess
# 发送端
proc = subprocess.Popen(['cat', '/path/to/large_file'], stdout=subprocess.PIPE)
subprocess.Popen(['ssh', 'user@remote_host', 'cat > /path/to/remote_file'], stdin=proc.stdout)
# 接收端
subprocess.Popen(['ssh', 'user@remote_host', 'cat /path/to/remote_file'], stdout=open('/path/to/local_file', 'wb'))
上面的代码中，我们首先使用Popen类启动了一个本地进程，在其stdout中输出要传输的大文件。然后，我们使用Popen类再次启动了一个SSH进程，并将其stdin重定向到上一步的本地进程stdout中。这样一来，本地进程的输出就直接被传输到了远程主机上，并被重定向到了指定的远程文件中。
接收端的代码与发送端类似，我们首先启动了一个SSH进程，然后将其stdout重定向到本地文件中。这样一来，远程文件就被直接传输到了本地主机上，并被保存到了本地文件中。
主动中断子进程
有时候我们需要在父进程中主动中断子进程。例如，我们需要在父进程中监控子进程的运行状态，并在某些条件下主动终止子进程。以下代码演示了如何在Python程序中终止一个子进程：
import subprocess
proc = subprocess.Popen(['sleep', '10'])
if some_condition:
proc.terminate()
上面的代码中，我们使用Popen类启动了一个休眠10秒钟的子进程。然后，在某些条件下，我们通过终止子进程的方式来中断子进程的执行。
注意，当我们调用Popen类的terminate方法来终止子进程时，子进程不会立即退出，而是会收到一个SIGTERM信号，然后开始执行清理操作，最终再退出进程。
结论
Subprocess模块是Python处理外部命令的最佳选择之一。它可以方便地启动子进程，并与之进行交互。此外，Subprocess模块还支持重定向标准输入、标准输出和标准错误流，可以方便地处理大文件传输、守护进程启动等场景。通过本文的介绍，相信读者已经对Subprocess模块的基本概念和用法有了一定的了解。