如何在 Windows 上有效地“替换”`os.execvpe` - 如果“子”进程是交互式命令行应用程序？

Posted 2023-02-23

【中文标题】如何在 Windows 上有效地“替换”`os.execvpe` - 如果“子”进程是交互式命令行应用程序？

【英文标题】：How to "replace" `os.execvpe` on Windows efficiently - if the "child" process is an interactive command line application?

【发布时间】：2021-07-26 00:33:18

【问题描述】：

我正在处理一个 Python 脚本，经过一些准备工作后，它会启动 ssh。我的脚本实际上是一个小型 CLI 工具。在类 Unix 系统上，在其生命周期结束时，Python 脚本将自己替换为 ssh 客户端，因此用户现在可以直接与 ssh 交互（即在远程机器上运行任意命令等）：

os.execvpe('ssh', ['ssh', '-o', 'foo', 'user@host'], os.environ)

如果您想知道的话，肯定会有惊喜和旁注：Windows 10 实际上现在内置了 OpenSSH 的本机版本，所以这个平台上有一个 ssh 命令。

os.execvpe 存在于 Windows 上的 Python 标准库中，但它不会取代原始 (Python) 进程。情况……有点复杂：1、2、3。底线：Windows 没有实现相应的 POSIX 语义来替换正在运行的进程。

普遍的看法是改用subprocess.Popen，好吧，有效地创建一个子进程。我可以启动孩子以便父母继续运行，或者我可以在父母去世时启动孩子（我认为 Windows 确实支持后者，就像类 Unix 系统一样）。无论哪种方式，用户都无法在命令行中与孩子进行交互。

假设我让父级保持活动状态，我现在必须编写大量代码来通过父级将用户 I/O 传递给子级，例如 so。后者涉及管理流甚至线程，这取决于它应该表现得如何——很多地方都存在潜在问题和未来的破坏。我不喜欢这样做（如果可以避免的话）。

我如何有效地在所描述的场景中替换 Windows 上的 os.execvpe？

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编辑（1）：可能相关的点点滴滴……

Handle Inheritance I Handle Inheritance II STARTUPINFO in Windows STARTUPINFO in Windows - for Python

我想这取决于在将STARTUPINFO 对象传递给Popen 之前，弄清楚如何正确配置它。命令行实际上可以在 Windows 中继承。

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编辑（2）：通过pywin32 - ssh 的部分解决方案打开第二个新的cmd 窗口并且可以与之交互。带有 Python 的原始 shell 保持打开状态，Python 本身退出：

from win32.Demos.winprocess import Process
from shlex import join
Process(join(['ssh', '-o', 'foo', 'user@host']))

【问题讨论】：

您可能需要查看pexpect.readthedocs.io/en/stable。

@CristiFati Wrapping ssh in expect - 这是“手动”通过所有用户 I/O 的变体。归根结底，它仍然相当复杂，但感谢您的想法。

【参考方案1】：

部分和不完整解决方案如下所示，请参阅TODO cmets：

import win32api, win32process, win32con
from shlex import join

si = win32process.STARTUPINFO()

# TODO fix flags
si.dwFlags = win32con.STARTF_USESTDHANDLES ^ win32con.STARTF_USESHOWWINDOW

# inherit stdin, stdout and stderr
si.hStdInput = win32api.GetStdHandle(win32api.STD_INPUT_HANDLE)
si.hStdOutput = win32api.GetStdHandle(win32api.STD_OUTPUT_HANDLE)
si.hStdError = win32api.GetStdHandle(win32api.STD_ERROR_HANDLE)

# TODO fix value?
si.wShowWindow = 1

# TODO set values?
# si.dwX, si.dwY = ...
# si.dwXSize, si.dwYSize = ...
# si.lpDesktop = ...

procArgs = (
    None,  # appName
    join(['ssh', '-o', 'foo', 'user@host']),  # commandLine
    None,  # processAttributes
    None,  # threadAttributes
    1,  # bInheritHandles TODO ?
    win32process.CREATE_NEW_CONSOLE,  # dwCreationFlags
    None,  # newEnvironment
    None,  # currentDirectory
    si, # startupinfo
)

procHandles = win32process.CreateProcess(*procArgs) # run ...

ssh 打开第二个新的cmd.exe 窗口并且可以与之交互。带有 Python 的原始 cmd.exe 窗口保持打开状态，Python 本身退出，将控制权返回给 cmd.exe 本身。它是可用的，虽然不一致且丑陋。

我想这归结为正确配置win32process.STARTUPINFO，但即使在阅读了大量关于它的文档之后，我还是无法理解它......

【参考方案2】：

您可以使用subprocess.Popen 或subprocess.call 函数代替os.execvpe。他们有标志shell，确保子进程可以获得stdin。 我在 Windows 中尝试过使用以下代码：

import os
import subprocess
subprocess.Popen('ssh -o foo user@host', shell=True, env=os.environ)

它有效。

【讨论】：

@s-m-e，你能详细说明一下，我有什么遗漏的问题吗？

我想启动ssh，以便用户可以以交互方式使用它。我的 Python 脚本在命令行中运行。 ssh 也是如此。 ssh 应该从 Python 进程继承命令行，因此用户实际上可以与ssh交互。您的建议会启动 ssh，但不会将控制权交给它。相反，它与我的 Python 脚本一起在后台消亡。