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1. Python 調用系統命令的模塊 Subprocess

Subprocess模塊在Python中提供了調用系統命令的強大功能。模塊初識時，用戶可以利用call(),check_call(),check_output()等方法來運行額外的進程。在Python3.5版本中，run()方法的引入，進一步簡化了操作，能夠運行進程並收集運行結果。Popen類作為底層API，用於構建其他API，其構造函數接受參數來設置新進程，與父進程通信，替代了os系統相關函數和模塊中的功能。

運行外部命令時，使用run()函數，提供命令和參數。命令格式推薦為列表字元串形式，避免轉義引號和shell解釋特殊字元。設置shell參數為True，運行過程中shell處理命令字元串中的變數、glob模式和其他shell特性。run()函數的返回值包含命令的退出代碼，用於檢測錯誤。設置check參數為True時，會檢查退出代碼，非零值將引發異常。

調用run()方法時，可以通過參數調整stdout和stderr，捕獲命令的輸出。如使用ls -1命令成功運行後，可以捕獲並返回輸出結果。在運行一系列命令的示例中，將stderr參數設置為subprocess.PIPE，消息將被列印到控制台，而未設置check=True則會捕獲並列印命令的輸出。

對於不顯示或捕獲輸出的情況，使用DEVNULL來抑制輸出流。DEVNULL源於Unix特殊設備文件/DEVNULL，當打開讀取時以文件結尾響應，寫入時接收但忽略任何輸入。

直接使用Popen類可以更好地控制命令的運行方式及輸入輸出流處理。通過傳遞不同參數，如stdin、stdout和stderr，可以模擬os.popen()。Popen類的語法結構要求args參數為程序參數列表或簡單字元串，shell參數為True時推薦將args作為字元串傳遞。在Windows系統中，COMSPEC變數指定默認shell，不需要設置shell=True執行批處理文件或基於控制台的可執行文件。

運行進程並讀取其輸出時，需將stdout值設置為PIPE並調用方法。若要設置管道允許調用程序寫入數據，將stdin設置為pipe。使用communication()方法一次讀取所有數據，避免死鎖。Popen類同時監視stdout和stderr流，組合輸出類似於popen4()工作方式。連接多個命令管道，相當於Unix shell工作方式，創建單獨的Popen實例並將它們的輸入和輸出鏈接在一起。

在交互示例中，使用Popen實例的stdin和stdout文件句柄。可以增量地讀寫管道句柄，簡單echo程序演示技術。交互示例包括寫入數字並逐行讀取輸出，或一次讀取所有輸出。信號之間的進程管理示例使用os模塊中的os.fork()和os.kill()發送信號。Subprocess模塊提供PID屬性，可以將子進程關聯起來，使用進程組一起發送信號。os.setpgrp()創建進程組，將PID設置為當前進程的PID，實現子進程接收信號的功能。

Subprocess模塊的豐富功能為Python程序提供了強大的系統命令調用能力，簡化了進程管理與通信，提升了開發效率。