我們通常會遇到這樣的需求：透過C++或其他較底層的語言實作了一個複雜的功能模組，需要建構一個基於Web的Demo，方法查詢資料。由於Python語言的強大和簡潔，其用來搭建Demo非常合適，Flask框架和jinja2模組功能為python提供了方便的web開發能力。同時，python能夠很方便的同其他語言的程式碼互動。因此我們選擇python作為開發Demo的工具。假設我們需要呼叫的模組（提供底層服務）透過標準輸入循環讀入數據，處理完畢後把結果寫出到標出輸出，這樣的場景在Linux環境下很常見，依賴Linux強大的重定向能力。然而，非常不幸的是，底層模組有一個很重的初始化過程，因此我們不能夠每次查詢請求都去重新產生呼叫底層模組的子程序。解決方案就是只產生一次子進程，然後對每個請求透過管道（pipe）來和子進程互動。
Python的subprocess模組可以很容易地產生子進程，類似Linux系統呼叫fork和exec。 subprocess模組的Popen物件可能以非阻塞的方式呼叫外部可執行程序，因此我們使用Poen物件來實現需求。如果我們想要把資料寫入子進程的標準輸入stdin，那麼在創建Popen物件的時候就需要指定參數stdin為subprocess.PIPE；同樣，如果我們需要從子進程的標準輸出中讀取數據，那麼在建立Popen物件的時候就需要指定參數stdout為subprocess.PIPE。先看一個簡單的例子：
from subprocess import Popen, PIPE p = Popen('less', stdin=PIPE, stdout=PIPE) p.communicate('Line number %d.\n' % x)
communicate函數傳回一個二元組(stdoutdata, stderrdata)，包含了子程序的標準輸出和標出錯誤的輸出資料。然而，由於Popen物件的communicate函數會阻塞父進程，同時也會關閉管道，因此每個Popen物件只能呼叫一次communicate函數，如果有多個要求必須重新產生Popen物件（重新初始化子程序），則不能滿足我們的需求。
因此，我們只有往Popen物件的stdin和stdout物件裡寫入和讀取資料才能實現我們的需求。然而，不幸的是subprocess模組預設情況下只運行在子程序結束的時候讀取一次標準輸出。 Both subprocess and os.popen* only allow input and output one time, and the output to be read only when the process terminates.
進過一番研究之後我發現透過fcntl模組的fcntl函數可以把子進程的標準輸出改為非阻塞的方式，從而達到我們的目的。這樣困擾我許久的問題終於完美解決了。程式碼如下：
#!/usr/bin/python
# -*- coding: utf-8 -*-
# author: weisu.yxd@taobao.com
from subprocess import Popen, PIPE
import fcntl, os
import time
class Server(object):
def __init__(self, args, server_env = None):
if server_env:
self.process = Popen(args, stdin=PIPE, stdout=PIPE, stderr=PIPE, env=server_env)
else:
self.process = Popen(args, stdin=PIPE, stdout=PIPE, stderr=PIPE)
flags = fcntl.fcntl(self.process.stdout, fcntl.F_GETFL)
fcntl.fcntl(self.process.stdout, fcntl.F_SETFL, flags | os.O_NONBLOCK)
def send(self, data, tail = '\n'):
self.process.stdin.write(data + tail)
self.process.stdin.flush()
def recv(self, t=.1, e=1, tr=5, stderr=0):
time.sleep(t)
if tr < 1:
tr = 1
x = time.time()+t
r = ''
pr = self.process.stdout
if stderr:
pr = self.process.stdout
while time.time() < x or r:
r = pr.read()
if r is None:
if e:
raise Exception(message)
else:
break
elif r:
return r.rstrip()
else:
time.sleep(max((x-time.time())/tr, 0))
return r.rstrip()
if __name__ == "__main__":
ServerArgs = ['/home/weisu.yxd/QP/trunk/bin/normalizer', '/home/weisu.yxd/QP/trunk/conf/stopfile.txt']
server = Server(ServerArgs)
test_data = '在云端', '云梯', '摩萨德', 'Alisa', 'iDB', '阿里大数据'
for x in test_data:
server.send(x)
print x, server.recv()
另外，當呼叫一些外在程式時，可能需要指定對應的環境變量，方式如下：
my_env = os.environ my_env["LD_LIBRARY_PATH"] = "/path/to/lib" server = server.Server(cmd, my_env)
