详细介绍一下subprocess是个什么库?

2025-08-16 21:37:09 2 分享链接 开发笔记 python

subprocess 是 Python 标准库中用于创建新进程、连接到它们的输入/输出/错误管道，并获取它们的返回码的模块。它提供了一种灵活的方式来在 Python 程序中执行外部命令（如 ffmpeg、ls、cmd 等），是替代旧有模块（如 os.system、os.popen）的推荐方案。

核心功能

subprocess 的主要作用是让 Python 程序与外部命令/程序进行交互，具体包括：

1. 执行外部命令（如调用 ffmpeg 处理视频、git 执行版本控制等）。
2. 获取命令的输出结果（stdout）、错误信息（stderr）。
3. 向外部命令传递输入（stdin）。
4. 控制命令的执行环境（如工作目录、环境变量）。
5. 等待命令执行完成并获取返回码（判断命令是否成功执行）。

常用函数

subprocess 模块提供了多个函数，其中最常用的有：

1. subprocess.run()（推荐）

Python 3.5+ 新增，是执行命令的主要函数，封装了其他低级函数的功能，返回一个 CompletedProcess 对象（包含命令执行结果）。

基本用法：

import subprocess

# 执行简单命令（如查看当前目录）
result = subprocess.run(['ls', '-l'],  # 命令及其参数（列表形式推荐，避免空格问题）
                        stdout=subprocess.PIPE,  # 捕获标准输出
                        stderr=subprocess.PIPE,  # 捕获标准错误
                        text=True)  # 输出以字符串形式返回（默认是字节流）

# 查看结果
print("返回码：", result.returncode)  # 0 表示成功，非0表示失败
print("标准输出：", result.stdout)
print("标准错误：", result.stderr)

关键参数：

• args：要执行的命令（可以是字符串或列表，推荐列表形式，避免解析问题）。

• stdout/stderr：控制输出的处理方式：

  • subprocess.PIPE：捕获输出到 result.stdout/result.stderr。
  • subprocess.DEVNULL：忽略输出。
  • subprocess.STDOUT：将 stderr 合并到 stdout。
• text（或 universal_newlines）：设为 True 时，输出为字符串（否则为字节流）。
• check：设为 True 时，若命令返回非0状态码，会抛出 CalledProcessError 异常（常用于确保命令必须成功执行的场景）。
• cwd：指定命令执行的工作目录。
• env：指定环境变量（默认继承当前进程的环境变量）。

2. 其他函数（了解即可）

• subprocess.call()：类似 run()，但只返回命令的返回码（不捕获输出）。
• subprocess.check_call()：类似 call()，但命令失败时会抛出异常（等价于 run(..., check=True)）。
• subprocess.check_output()：专门用于获取命令输出，命令失败时抛出异常（等价于 run(..., check=True, stdout=PIPE).stdout）。

在视频处理脚本中的应用

在之前的视频处理脚本中，subprocess.run() 主要用于：

1. 调用 ffmpeg -encoders 检测系统支持的编码器（判断硬件编码能力）。
2. 调用 ffmpeg 命令处理视频（应用滤镜、编码转换等）。

例如，执行 ffmpeg 处理视频的核心代码：

# 构建ffmpeg命令（列表形式）
ffmpeg_cmd = [
    'ffmpeg', '-i', input_path,  # 输入文件
    '-vf', vf_filter,  # 应用滤镜
    '-r', '60',  # 帧率
    output_path  # 输出文件
]

# 执行命令并捕获结果
result = subprocess.run(
    ffmpeg_cmd,
    check=True,  # 命令失败时抛出异常
    stdout=subprocess.PIPE,  # 捕获输出
    stderr=subprocess.PIPE,  # 捕获错误
    text=True  # 输出为字符串
)

为什么用 subprocess 而不是 os.system？

• 安全性：os.system 会直接将命令字符串传递给shell解析，存在注入风险（如命令包含 ; rm -rf / 等恶意代码）；而 subprocess 推荐使用列表形式传递命令，避免解析问题。
• 灵活性：subprocess 可以精细控制输入/输出、超时时间、环境变量等，而 os.system 功能简单，无法捕获输出。
• 可读性：subprocess.run() 的参数更明确，代码意图更清晰。

总结

subprocess 是 Python 中执行外部命令的核心模块，尤其适合需要与系统工具（如 ffmpeg、git、bash 等）交互的场景。其设计灵活且安全，run() 函数是大多数情况下的首选，通过控制参数可以满足各种命令执行需求。