Python 捕获子进程输出的正确方式

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subprocess.run() 是最简安全的选择,支持 capture_output、text、timeout 参数自动处理输出、编码和超时,异常由 CalledProcessError 统一抛出;实时流式处理需用 Popen.communicate();encoding 应显式设为 ‘utf-8’ 避免乱码;禁用 shell=True 防注入与编码问题。

Python 捕获子进程输出的正确方式

subprocess.run() 是最简安全的选择 直接用 subprocess.run() 捕获输出,避免手动管理管道和进程生命周期。它默认阻塞、自动回收资源,且能统一处理 stdout/stderr。

常见错误是先用 subprocess.Popen() 再调用 .communicate(),但忘了加 timeout 或没处理编码异常。而 run() 天然支持这些:

  • capture_output=True 自动捕获 stdout 和 stderr(等价于 stdout=subprocess.PIPE, stderr=subprocess.PIPE
  • text=True 直接返回字符串,不用手动 .decode()
  • timeout=5 防止子进程卡死
  • 异常由 subprocess.CalledProcessError 统一抛出,不需手动检查 returncode
try:     result = subprocess.run(['ls', '-l'], capture_output=True, text=True, timeout=3)     print(result.stdout) except subprocess.TimeoutExpired as e:     print("命令超时") except subprocess.CalledProcessError as e:     print(f"非零退出码: {e.returncode}, stderr: {e.stderr}")

需要实时读取输出时必须用 Popen + communicate() subprocess.run() 是全量等待,不适合日志流、进度条或超长运行命令的边执行边处理场景。

此时必须用 Popen,但关键点不是“怎么开进程”,而是“怎么安全读取”:

  • 不要用 .stdout.readline() 循环——容易因缓冲或换行缺失卡住
  • 不要在子进程未结束时反复调用 .stdout.read(1)——性能差且易阻塞
  • 正确做法:调用 .communicate(timeout=...),它内部做了非阻塞轮询和缓冲管理
  • 若真要逐行处理,得设 bufsize=1 且子进程自身用 sys.stdout.flush()stdbuf -oL

encoding 错误和 locale 问题比想象中常见 text=True 不等于“自动适配环境编码”。python 默认用 locale.getpreferredencoding() 解码,但在 docker 容器、CI 环境或 windows 子系统里常是 ANSI_X3.4-1968(即 ASCII),导致中文乱码UnicodeDecodeError

解决方式很直接:

  • 显式指定 encoding='utf-8'(推荐,尤其跨平台时)
  • 或设 errors='replace' 避免崩溃,但会丢失字符
  • 避免依赖 sys.getdefaultencoding(),它和子进程实际编码无关
result = subprocess.run(['echo', '你好'], capture_output=True, text=True, encoding='utf-8')

shell=True 带来的隐性风险不能忽略 很多示例直接写 shell=True 来支持管道、重定向,但它会启动 /bin/shlinux/macOS)或 cmd.exewindows),带来三类问题:

  • 参数注入漏洞:变量拼接进字符串时,如 f"grep {user_input}",可能执行任意命令
  • 信号传递异常:Ctrl+C 可能只终止 shell,不终止真正子进程
  • 编码更难控制:shell 层可能二次转码,encoding 参数有时失效

除非明确需要 shell 功能(比如 |&&、文件通配),否则一律传命令列表,禁用 shell=True。需要用管道就分步调用,或改用 shlex.split() + 显式 shell 调用(并严格校验输入)。 真实项目里,多数所谓“必须用 shell”的需求,其实只是没意识到 subprocess 本身就能组合多个命令。

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