我使用subprocess模块启动子流程并连接到其输出流(标准输出)。我希望能够对其标准输出执行非阻塞读取。是否有一种方法使.readline非阻塞或在我调用.readline之前检查流上是否有数据?我希望这是可移植的,或者至少可以在Windows和Linux下工作。

下面是我现在怎么做的(如果没有数据可用,它会阻塞在.readline上):

p = subprocess.Popen('myprogram.exe', stdout = subprocess.PIPE)
output_str = p.stdout.readline()

当前回答

在现代Python中,情况要好得多。

下面是一个简单的子程序"hello.py":

#!/usr/bin/env python3

while True:
    i = input()
    if i == "quit":
        break
    print(f"hello {i}")

以及一个与之交互的程序:

import asyncio


async def main():
    proc = await asyncio.subprocess.create_subprocess_exec(
        "./hello.py", stdin=asyncio.subprocess.PIPE, stdout=asyncio.subprocess.PIPE
    )
    proc.stdin.write(b"bob\n")
    print(await proc.stdout.read(1024))
    proc.stdin.write(b"alice\n")
    print(await proc.stdout.read(1024))
    proc.stdin.write(b"quit\n")
    await proc.wait()


asyncio.run(main())

打印出来:

b'hello bob\n'
b'hello alice\n'

请注意,实际的模式(几乎所有前面的回答,包括这里和相关的问题)是将子进程的stdout文件描述符设置为非阻塞,然后在某种选择循环中轮询它。当然,现在这个循环是由asyncio提供的。

其他回答

根据J.F. Sebastian的答案和其他几个来源,我组合了一个简单的子流程管理器。它提供了请求的非阻塞读取,以及并行运行几个进程。它不使用任何特定于操作系统的调用(我知道),因此应该在任何地方工作。

它可以从pypi获得,所以只需pip安装shelljob。参考项目页面的示例和完整的文档。

不是第一个,也可能不是最后一个,我已经构建了一个包,它使用两种不同的方法执行非阻塞标准输出PIPE读取,一种是基于J.F. Sebastian (@jfs)的答案,另一种是一个简单的communication()循环,使用线程检查超时。

两种标准输出捕获方法都在Linux和Windows下进行了测试,截至撰写本文时,Python版本从2.7到3.9

由于它是非阻塞的,它保证了超时强制,即使有多个子进程和孙子进程,甚至在Python 2.7下也是如此。

该包还处理字节和文本标准输出编码,当试图捕获EOF时,这是一个噩梦。

您可以在https://github.com/netinvent/command_runner上找到该软件包

如果你需要一些经过良好测试的非阻塞读取实现,可以尝试一下(或修改代码):

pip install command_runner

from command_runner import command_runner

exit_code, output = command_runner('ping 127.0.0.1', timeout=3)
exit_code, output = command_runner('echo hello world, shell=True)
exit_code, output = command_runner('some command', stdout='some_file')

您可以在_poll_process()或_monitor_process()中找到核心的非阻塞读取代码,这取决于所使用的捕获方法。 在此基础上,您可以实现自己想要的功能,或者简单地使用整个包作为子进程替换来执行命令。

下面是我的代码,用于捕获子进程ASAP的每个输出,包括部分行。它同时泵浦,stdout和stderr的顺序几乎是正确的。

在Python 2.7 linux和windows上测试并正确工作。

#!/usr/bin/python
#
# Runner with stdout/stderr catcher
#
from sys import argv
from subprocess import Popen, PIPE
import os, io
from threading import Thread
import Queue
def __main__():
    if (len(argv) > 1) and (argv[-1] == "-sub-"):
        import time, sys
        print "Application runned!"
        time.sleep(2)
        print "Slept 2 second"
        time.sleep(1)
        print "Slept 1 additional second",
        time.sleep(2)
        sys.stderr.write("Stderr output after 5 seconds")
        print "Eol on stdin"
        sys.stderr.write("Eol on stderr\n")
        time.sleep(1)
        print "Wow, we have end of work!",
    else:
        os.environ["PYTHONUNBUFFERED"]="1"
        try:
            p = Popen( argv + ["-sub-"],
                       bufsize=0, # line-buffered
                       stdin=PIPE, stdout=PIPE, stderr=PIPE )
        except WindowsError, W:
            if W.winerror==193:
                p = Popen( argv + ["-sub-"],
                           shell=True, # Try to run via shell
                           bufsize=0, # line-buffered
                           stdin=PIPE, stdout=PIPE, stderr=PIPE )
            else:
                raise
        inp = Queue.Queue()
        sout = io.open(p.stdout.fileno(), 'rb', closefd=False)
        serr = io.open(p.stderr.fileno(), 'rb', closefd=False)
        def Pump(stream, category):
            queue = Queue.Queue()
            def rdr():
                while True:
                    buf = stream.read1(8192)
                    if len(buf)>0:
                        queue.put( buf )
                    else:
                        queue.put( None )
                        return
            def clct():
                active = True
                while active:
                    r = queue.get()
                    try:
                        while True:
                            r1 = queue.get(timeout=0.005)
                            if r1 is None:
                                active = False
                                break
                            else:
                                r += r1
                    except Queue.Empty:
                        pass
                    inp.put( (category, r) )
            for tgt in [rdr, clct]:
                th = Thread(target=tgt)
                th.setDaemon(True)
                th.start()
        Pump(sout, 'stdout')
        Pump(serr, 'stderr')

        while p.poll() is None:
            # App still working
            try:
                chan,line = inp.get(timeout = 1.0)
                if chan=='stdout':
                    print "STDOUT>>", line, "<?<"
                elif chan=='stderr':
                    print " ERROR==", line, "=?="
            except Queue.Empty:
                pass
        print "Finish"

if __name__ == '__main__':
    __main__()

该解决方案使用select模块从IO流中“读取任何可用数据”。这个函数一开始会阻塞,直到数据可用,但随后只读取可用的数据,不再进一步阻塞。

鉴于它使用了select模块,这只适用于Unix。

该代码完全符合pep8。

import select


def read_available(input_stream, max_bytes=None):
    """
    Blocks until any data is available, then all available data is then read and returned.
    This function returns an empty string when end of stream is reached.

    Args:
        input_stream: The stream to read from.
        max_bytes (int|None): The maximum number of bytes to read. This function may return fewer bytes than this.

    Returns:
        str
    """
    # Prepare local variables
    input_streams = [input_stream]
    empty_list = []
    read_buffer = ""

    # Initially block for input using 'select'
    if len(select.select(input_streams, empty_list, empty_list)[0]) > 0:

        # Poll read-readiness using 'select'
        def select_func():
            return len(select.select(input_streams, empty_list, empty_list, 0)[0]) > 0

        # Create while function based on parameters
        if max_bytes is not None:
            def while_func():
                return (len(read_buffer) < max_bytes) and select_func()
        else:
            while_func = select_func

        while True:
            # Read single byte at a time
            read_data = input_stream.read(1)
            if len(read_data) == 0:
                # End of stream
                break
            # Append byte to string buffer
            read_buffer += read_data
            # Check if more data is available
            if not while_func():
                break

    # Return read buffer
    return read_buffer

You can do this really easily in Twisted. Depending upon your existing code base, this might not be that easy to use, but if you are building a twisted application, then things like this become almost trivial. You create a ProcessProtocol class, and override the outReceived() method. Twisted (depending upon the reactor used) is usually just a big select() loop with callbacks installed to handle data from different file descriptors (often network sockets). So the outReceived() method is simply installing a callback for handling data coming from STDOUT. A simple example demonstrating this behavior is as follows:

from twisted.internet import protocol, reactor

class MyProcessProtocol(protocol.ProcessProtocol):

    def outReceived(self, data):
        print data

proc = MyProcessProtocol()
reactor.spawnProcess(proc, './myprogram', ['./myprogram', 'arg1', 'arg2', 'arg3'])
reactor.run()

Twisted文档在这方面有一些很好的信息。

如果您围绕Twisted构建整个应用程序,它可以与其他进程(本地或远程)进行异步通信,就像这样非常优雅。另一方面,如果您的程序不是构建在Twisted之上,那么这真的不会有多大帮助。希望这能对其他读者有所帮助,即使它不适用于您的特定应用程序。