Python子进程异常处理

在Python中，我们可以使用subprocess模块来创建与子进程的交互。子进程可能因为多种原因而异常终止，例如未处理的信号、内存不足、文件描述符或套接字泄露等。因此，在子进程中添加异常处理器尤为重要。本文介绍了Python中如何处理子进程异常。

创建一个子进程

在Python中，使用subprocess模块中的Popen()函数创建一个子进程。以下是一个简单示例，使用子进程运行ls命令。

import subprocess

def run_ls_command():
    try:
        process = subprocess.Popen(['ls', '-l'], stdout=subprocess.PIPE, stderr=subprocess.PIPE)
        output, error = process.communicate()
    except subprocess.CalledProcessError as error:
        print(error.output)

在上面的代码中，我们为Popen()函数提供了一个包含ls和-l参数的列表。Popen()函数的返回值是一个已启动的子进程。communicate()方法等待子进程完成，并捕获其输出和错误消息。

如果在子进程中发生错误，则subprocess.CalledProcessError异常将被抛出。可以通过添加异常处理器来捕获异常并打印错误输出。

捕获标准输出和错误

通过使用subprocess.PIPE参数，可以在创建子进程时捕获其标准输出和错误消息。以下是一个例子，展示如何将子进程的输出和错误打印到控制台上。

import subprocess

def run_echo_command():
    try:
        process = subprocess.Popen(['echo', 'Hello, world!'], stdout=subprocess.PIPE, stderr=subprocess.PIPE)
        output, error = process.communicate()
        if output:
            print(output.decode())
        if error:
            print(error.decode())
    except subprocess.CalledProcessError as error:
            print(error.output)

在上面的代码中，我们将子进程的输出和错误消息存储在output和error变量中，然后检查它们的值是否是None。如果子进程在输出或错误方面失败了，则output或error中将包含相应的消息，并进行打印。

捕获信号

子进程可能会因为信号而异常终止。因此，在Python中，我们可以捕获子进程接收到的信号。以下是一个例子，展示如何使用signal模块来捕获子进程的SIGINT信号。

import subprocess
import signal

def run_cat_command():
    try:
        process = subprocess.Popen(['cat'], stdin=subprocess.PIPE, stdout=subprocess.PIPE, stderr=subprocess.PIPE, preexec_fn=signal.signal(signal.SIGINT, signal.SIG_IGN))
        process.stdin.write(b'Hello, world!')
        process.stdin.close()
        output, error = process.communicate()
        if output:
            print(output.decode())
        if error:
            print(error.decode())
    except subprocess.CalledProcessError as error:
            print(error.output)

在上面的代码中，我们使用preexec_fn参数将SIGINT信号绑定到signal.SIG_IGN函数。这将阻止子进程在接收到SIGINT信号时终止。

处理资源泄漏

当子进程在完成任务后未正确关闭资源时，可能会导致资源泄漏。以下是一个例子，展示如何使用subprocess模块来捕获子进程的资源泄漏。

import subprocess

def run_leak_command():
    try:
        process = subprocess.Popen(['cat'], stdin=subprocess.PIPE, stdout=subprocess.PIPE, stderr=subprocess.PIPE)
        process.stdin.write(b'Hello, world!')
        process.stdin.close()
        output, error = process.communicate()
        if output:
            print(output.decode())
        if error:
            print(error.decode())
    except subprocess.CalledProcessError as error:
            print(error.output)
    finally:
        process.kill()

在上面的代码中，我们使用kill()方法关闭子进程并释放其资源。即使子进程由于资源泄漏而未能正确终止，finally块也将在程序结束时关闭它。

总结

在Python中，处理子进程异常至关重要。通过使用subprocess模块中的Popen()函数和communicate()方法，我们可以轻松地与子进程交互。通过添加适当的异常处理器，我们可以处理子进程中的任何错误，包括信号和资源泄漏。