python子进程中的多个输入和输出通信

Posted 2023-02-23

【中文标题】python子进程中的多个输入和输出通信

【英文标题】：Multiple inputs and outputs in python subprocess communicate

【发布时间】：2015-04-21 08:48:20

【问题描述】：

我需要做类似this post 的事情，但我需要创建一个可以多次输入和输出的子进程。该帖子的接受答案具有良好的代码...

from subprocess import Popen, PIPE, STDOUT

p = Popen(['grep', 'f'], stdout=PIPE, stdin=PIPE, stderr=STDOUT)    
grep_stdout = p.communicate(input=b'one\ntwo\nthree\nfour\nfive\nsix\n')[0]
print(grep_stdout.decode())

# four
# five

...我想继续这样：

grep_stdout2 = p.communicate(input=b'spam\neggs\nfrench fries\nbacon\nspam\nspam\n')[0]
print(grep_stdout2.decode())

# french fries

但是很遗憾，我收到以下错误：

Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
  File "/opt/local/Library/Frameworks/Python.framework/Versions/3.4/lib/python3.4/subprocess.py", line 928, in communicate
    raise ValueError("Cannot send input after starting communication")
ValueError: Cannot send input after starting communication

如果我理解正确的话，proc.stdin.write() 方法不能让您收集输出。保持线路畅通以进行持续输入/输出的最简单方法是什么？

编辑：=====================

看起来pexpect 对我正在尝试做的事情来说是一个有用的库，但我无法让它工作。这是对我的实际任务的更完整的解释。我正在使用hfst 对单个（俄语）单词进行语法分析。下面演示了它在 bash shell 中的行为：

$ hfst-lookup analyser-gt-desc.hfstol
> слово
слово   слово+N+Neu+Inan+Sg+Acc 0.000000
слово   слово+N+Neu+Inan+Sg+Nom 0.000000

> сработай
сработай    сработать+V+Perf+IV+Imp+Sg2 0.000000
сработай    сработать+V+Perf+TV+Imp+Sg2 0.000000

> 

我希望我的脚本能够一次分析一种表单。我试过这样的代码，但它不起作用。

import pexpect

analyzer = pexpect.spawnu('hfst-lookup analyser-gt-desc.hfstol')
for newWord in ['слово','сработай'] :
    print('Trying', newWord, '...')
    analyzer.expect('> ')
    analyzer.sendline( newWord )
    print(analyzer.before)

# trying слово ...
# 
# trying сработай ...
# слово
# слово слово+N+Neu+Inan+Sg+Acc 0.000000
# слово слово+N+Neu+Inan+Sg+Nom 0.000000
# 
# 

我显然误解了pexpect.before 的作用。如何获得每个单词的输出，一次一个？

【问题讨论】：

"proc.stdin.write() 方法不能让你收集输出，" 你仍然可以得到输出，你只需要从 proc.stdout 和 proc.stderr 中得到它。

这是windows还是linux？在 linux 上，pexpect 模块是子进程交互的不错选择。

你想做什么？

如果你想要“多输入多输出”必读：Q: Why not just use a pipe (popen())?

顺序应该是： 0. 等待第一个提示 1. 发送单词 2. 等待提示，得到单词的响应（.after?） 3. 重复1-2跨度>

【参考方案1】：

Popen.communicate() 是一种辅助方法，它一次性将数据写入stdin 并创建线程以从stdout 和stderr 中提取数据。它在完成写入数据后关闭 stdin 并读取 stdout 和 stderr 直到这些管道关闭。你不能再做第二个communicate，因为孩子在它返回时已经退出了。

与子进程的交互式会话要复杂得多。

一个问题是子进程是否甚至认识到它应该是交互式的。在大多数命令行程序用于交互的 C 库中，从终端（例如，linux 控制台或“pty”伪终端）运行的程序是交互的并经常刷新它们的输出，但通过 PIPES 从其他程序运行的程序是非不经常交互并刷新它们的输出。

另一个是您应该如何阅读和处理stdout 和stderr 而不会出现死锁。例如，如果您阻止读取stdout，但stderr 填满了它的管道，那么孩子将停止并且您被卡住。您可以使用线程将两者都拉入内部缓冲区。

还有一个问题是你如何处理意外退出的孩子。

对于像 linux 和 OSX 这样的“unixy”系统，pexpect 模块用于处理交互式子进程的复杂性。对于 Windows，没有我知道的好工具可以做到这一点。

【讨论】：

即使只使用标准输入/标准输出也可能会死锁，例如，你怎么知道在你写完东西后什么时候从 grep 的标准输出中读取？此外，子进程可能会完全绕过标准输入/标准输出（典型示例：密码提示）。见the link in the comment above。在许多情况下，这些问题可以使用线程、fcntl、async.io 来解决：select/poll/epoll/kqueue/iocp 和/或 pty。还有sometimes it is enough to be careful

@J.F.Sebastian - 然后有程序读取终端类型以着色或全屏输出。这可能是一个挑战。

如果程序没有提供覆盖这种行为的选项（例如--color）；它可以被认为是一个错误。默认行为应该是针对交互式用户的——更少的输入，简洁的输出。除非绝对必要，否则不应使用全屏。

【参考方案2】：

这个答案应该归功于@J.F.Sebastian。感谢 cmets！

以下代码得到了我的预期行为：

import pexpect

analyzer = pexpect.spawn('hfst-lookup analyser-gt-desc.hfstol', encoding='utf-8')
analyzer.expect('> ')

for word in ['слово', 'сработай']:
    print('Trying', word, '...')
    analyzer.sendline(word)
    analyzer.expect('> ')
    print(analyzer.before)

【讨论】：

AttributeError: module 'pexpect' has no attribute 'spawnu'

@Mooncrater 看起来 pexpect.spawnu 已被弃用，取而代之的是使用 spawn(encoding='utf-8')。我相应地更新了答案。但是，它还在源代码中（github.com/pexpect/pexpect/blob/master/pexpect/…），所以不知道您是否正确安装了pexpect。

期望模拟与终端的交互是否良好，因为程序在管道中会改变它们的行为。但是，如果使用二进制数据进行通信，那就不好了。

@Camion 用于二进制数据，只需省略 encoding='utf-8' 参数。默认情况下，spawn 需要二进制。

我认为没有那么简单，因为新的行处理。我现在没有检查它，但我相信即使没有编码 pexpect 也会将行尾字符转换为像行尾（\r\n）这样的窗口，如果你的数据结束，你也可能会遇到问题不是换行。

【参考方案3】：

只要您想向进程发送输入，请使用proc.stdin.write()。每当您想从流程中获取输出时，请使用proc.stdout.read()。构造函数的stdin 和stdout 参数都需要设置为PIPE。

【讨论】：

完美运行。 proc 接受一个输入并发出一个输出。

这应该谨慎使用分行器和刷新 PIPE，因为它可能会造成死锁。在这篇精彩的博文中可以了解更多信息：eli.thegreenplace.net/2017/…

【参考方案4】：

HFST 有 Python 绑定：https://pypi.python.org/pypi/hfst

使用这些应该可以避免整个刷新问题，并且会为您提供比解析 pexpect 的字符串输出更简洁的 API。

从 Python REPL，你可以得到一些关于绑定的文档

dir(hfst)
help(hfst.HfstTransducer)

或阅读https://hfst.github.io/python/3.12.2/QuickStart.html

抓取文档的相关部分：

istr = hfst.HfstInputStream('hfst-lookup analyser-gt-desc.hfstol')
transducers = []
while not (istr.is_eof()):
    transducers.append(istr.read())
istr.close()
print("Read %i transducers in total." % len(transducers))
if len(transducers) == 1:
  out = transducers[0].lookup_optimize("слово")
  print("got %s" % (out,))
else: 
  pass # or handle >1 fst in the file, though I'm guessing you don't use that feature