Python 如何使用subprocess.Popen通过管道连接多个进程？

如何使用Python模块执行以下shell命令

输入数据将来自字符串，因此我实际上不需要

echo

。我已经做了这么多了，有人能解释一下我是如何让它也通过

排序的吗

p_awk = subprocess.Popen(["awk","-f","script.awk"],
                          stdin=subprocess.PIPE,
                          stdout=file("outfile.txt", "w"))
p_awk.communicate( "input data" )

更新：请注意，虽然下面被接受的答案实际上并没有回答所问的问题，但我相信S.洛特是对的，最好不要首先解决这个问题
 很好地涵盖了这一点。你有没有不明白的地方

您的程序可能非常类似，但是第二个
Popen
将stdout=设置为一个文件，并且您不需要它的
.communicate（）
的输出，您会对以下内容感到高兴

import subprocess

awk_sort = subprocess.Popen( "awk -f script.awk | sort > outfile.txt",
    stdin=subprocess.PIPE, shell=True )
awk_sort.communicate( b"input data\n" )

将部分工作委托给shell。让它用管道连接两个进程

将“script.awk”重写为Python，消除awk和管道，您会更高兴

编辑。一些原因表明awk没有帮助

[有太多理由通过评论作出回应。]

Awk正在添加一个没有重大价值的步骤。awk的处理没有Python无法处理的独特之处

对于大型数据集，从awk到sort的流水线可能会缩短处理时间。对于较短的数据集，它没有显著的好处。
awk>文件的快速测量；排序文件
和
awk | sort
将显示并发性的帮助。对于sort，它很少有帮助，因为sort不是一个一次性过滤器

“Python-to-sort”处理（而不是“Python-to-awk-to-sort”）的简单性阻止了这里提出的确切问题

Python——虽然比awk更冗长——也是显式的，因为awk有一些对新手来说不透明的隐式规则，而对非专家来说则很混乱

Awk（与shell脚本本身一样）添加了另一种编程语言。如果所有这些都可以用一种语言（Python）完成，那么消除shell和awk编程就可以消除两种编程语言，从而使人们能够专注于任务中产生价值的部分

底线：awk不能增加显著的价值。在这种情况下，awk是一种净成本；它增加了足够的复杂性，因此有必要提出这个问题。删除awk将是一个净收益

侧栏为什么构建管道（
a | b
）如此困难

当外壳遇到
a | b
时，它必须执行以下操作

import subprocess

awk_sort = subprocess.Popen( "awk -f script.awk | sort > outfile.txt",
    stdin=subprocess.PIPE, shell=True )
awk_sort.communicate( b"input data\n" )

Fork是原始shell的子进程。这最终将成为b

构建一个操作系统管道。（不是Python子进程.PIPE），而是调用
os.PIPE（）
，它返回两个通过公共缓冲区连接的新文件描述符。在这一点上，进程有来自其父进程的stdin、stdout、stderr，加上一个文件，该文件将是“a的stdout”和“b的stdin”

叉一个孩子。孩子用新的a的stdout替换其stdout。执行
a
过程

b子级关闭用新b的stdin替换其stdin。执行
b
过程

b子级等待a完成

父级正在等待b完成

我认为上面的代码可以递归地生成
a | b | c
，但是您必须隐式地将长管道括起来，将它们视为
a |（b | c）

由于Python有
os.pipe（）
、
os.exec（）
和
os.fork（）
，您可以替换
sys.stdin
和
sys.stdout
，因此纯Python中有一种方法可以实现上述功能。实际上，您可以使用
os.pipe（）
和
subprocess.Popen
来计算一些快捷方式

但是，将该操作委托给shell更容易。
要模拟shell管道：

import subprocess

some_string = b'input_data'

sort_out = open('outfile.txt', 'wb', 0)
sort_in = subprocess.Popen('sort', stdin=subprocess.PIPE, stdout=sort_out).stdin
subprocess.Popen(['awk', '-f', 'script.awk'], stdout=sort_in, 
                 stdin=subprocess.PIPE).communicate(some_string)

from subprocess import check_call

check_call('echo "input data" | a | b > outfile.txt', shell=True)

不调用shell（请参阅）：

提供了一些语法：

#!/usr/bin/env python
from plumbum.cmd import a, b # magic

(a << "input data" | b > "outfile.txt")()

是:

#/usr/bin/env python
从plumbum.cmd导入awk，排序
（awk[“-f”，“script.awk”]“outfile.txt”）（）
编辑：
管道
在Windows上可用，但至关重要的是，在Windows上似乎无法实际工作。见下面的评论

Python标准库现在包括用于处理此问题的
管道
模块：

,

我不确定这个模块已经存在多久了，但这种方法似乎比受@Cristian的答案启发而使用
子流程要简单得多。我遇到了同样的问题，但命令不同。因此，我举了一个经过测试的例子，我相信这可能会有所帮助：

grep_proc = subprocess.Popen(["grep", "rabbitmq"],
                             stdin=subprocess.PIPE, 
                             stdout=subprocess.PIPE)
subprocess.Popen(["ps", "aux"], stdout=grep_proc.stdin)
out, err = grep_proc.communicate()

这是经过测试的

做了些什么

使用管道中的stdin声明惰性
grep
执行。当管道充满
ps
标准液时，将在执行
ps
命令时执行此命令
调用主命令
ps
，stdout指向
grep
命令使用的管道
格雷普通过电话联系从管道里取下标准液

我喜欢这种方式，因为它是用
子流程
接口轻轻包裹起来的自然管道概念。
前面的答案忽略了一个要点。正如geocar所指出的，这基本上是正确的。在管道的最后一个元素上运行
通信
几乎就足够了

剩下的问题是将输入数据传递到管道。对于多个子流程，最后一个元素上的一个简单的
通信（输入数据）
不起作用-它永远挂起。您需要手动创建管道和子管道，如下所示：

import os
import subprocess

input = """\
input data
more input
""" * 10

rd, wr = os.pipe()
if os.fork() != 0: # parent
    os.close(wr)
else:              # child
    os.close(rd)
    os.write(wr, input)
    os.close(wr)
    exit()

p_awk = subprocess.Popen(["awk", "{ print $2; }"],
                         stdin=rd,
                         stdout=subprocess.PIPE)
p_sort = subprocess.Popen(["sort"], 
                          stdin=p_awk.stdout,
                          stdout=subprocess.PIPE)
p_awk.stdout.close()
out, err = p_sort.communicate()
print (out.rstrip())

现在，子级通过管道提供输入，父级调用communicate（），这将按预期工作。用这个
#!/usr/bin/env python
from plumbum.cmd import awk, sort

(awk["-f", "script.awk"] << "input data" | sort > "outfile.txt")()

grep_proc = subprocess.Popen(["grep", "rabbitmq"],
                             stdin=subprocess.PIPE, 
                             stdout=subprocess.PIPE)
subprocess.Popen(["ps", "aux"], stdout=grep_proc.stdin)
out, err = grep_proc.communicate()

import os
import subprocess

input = """\
input data
more input
""" * 10

rd, wr = os.pipe()
if os.fork() != 0: # parent
    os.close(wr)
else:              # child
    os.close(rd)
    os.write(wr, input)
    os.close(wr)
    exit()

p_awk = subprocess.Popen(["awk", "{ print $2; }"],
                         stdin=rd,
                         stdout=subprocess.PIPE)
p_sort = subprocess.Popen(["sort"], 
                          stdin=p_awk.stdout,
                          stdout=subprocess.PIPE)
p_awk.stdout.close()
out, err = p_sort.communicate()
print (out.rstrip())

from tempfile import TemporaryFile
tf = TemporaryFile()
tf.write(input)
tf.seek(0, 0)

#!/usr/bin/env python3

from subprocess import Popen, PIPE

# cmd1 : dd if=/dev/zero bs=1m count=100
# cmd2 : gzip
# cmd3 : wc -c
cmd1 = ['dd', 'if=/dev/zero', 'bs=1M', 'count=100']
cmd2 = ['tee']
cmd3 = ['wc', '-c']
print(f"Shell style : {' '.join(cmd1)} | {' '.join(cmd2)} | {' '.join(cmd3)}")

p1 = Popen(cmd1, stdout=PIPE, stderr=PIPE) # stderr=PIPE optional, dd is chatty
p2 = Popen(cmd2, stdin=p1.stdout, stdout=PIPE)
p3 = Popen(cmd3, stdin=p2.stdout, stdout=PIPE)

print("Output from last process : " + (p3.communicate()[0]).decode())

# thoretically p1 and p2 may still be running, this ensures we are collecting their return codes
p1.wait()
p2.wait()
print("p1 return: ", p1.returncode)
print("p2 return: ", p2.returncode)
print("p3 return: ", p3.returncode)

from subprocess import Popen, PIPE

def string_to_2_procs_to_file(input_s, first_cmd, second_cmd, output_filename):
    with open(output_filename, 'wb') as out_f:
        p2 = Popen(second_cmd, stdin=PIPE, stdout=out_f)
        p1 = Popen(first_cmd, stdout=p2.stdin, stdin=PIPE)
        p1.communicate(input=bytes(input_s))
        p1.wait()
        p2.stdin.close()
        p2.wait()

string_to_2_procs_to_file('input data', ['awk', '-f', 'script.awk'], ['sort'], 'output.txt')