Python，bash/python/子进程进程（shell）之间的关系？

Question

当尝试用 python 编写脚本时，我有一个基本的知识漏洞。

更新：感谢您的回答，我将 shell 一词更正为 process/subprocess

命名法

• 从 Bash 提示符开始，让我们称之为 BASH_PROCESS
• 然后在 BASH_PROCESS 中我运行 python3 foo.py，python 脚本在 PYTHON_SUBPROCESS 中
• 运行foo.py 是对 subprocess.run(...) 的调用，这个子进程命令运行在 `SUBPROCESS_SUBPROCESS 中，
• 在 foo.py 中是subprocess.run(..., shell=True)，此子进程命令运行于 SUBPROCESS_SUBPROCESS=True

测试进程/子进程是否相等

Say SUBPROCESS_A 启动 SUBPROCESS_B。在下面的问题中，当我说 is SUBPROCESS_A == SUBPROCESS_B 时，我的意思是如果 SUBPROCESS_B 设置了一个 env 变量，当它运行到完成后，它们的环境变量会在 SUBPROCESS_A 中设置吗？如果在 SUBPROCESS_B 中运行 eval "$(ssh-agent -s)"，SUBPROCESS_A 现在也会有 ssh 代理吗？

问题

使用上述命名法和相等性测试

1. BASH_PROCESS == PYTHON_SUBPROCESS 吗？
2. 是 PYTHON_SUBPROCESS == SUBPROCESS_SUBPROCESS 吗？
3. 是 PYTHON_SUBPROCESS == SUBPROCESS_SUBPROCESS=True 吗？
4. 如果SUBPROCESS_SUBPROCESS=True不等于BASH_PROCESS，那么如何改变执行环境（例如eval "$(ssh-agent -s)" code>) 以便 python 脚本可以为调用者设置环境？

Answer 1

您似乎在这里混淆了几个概念。

TLDR 不，子进程无法更改其父进程的环境。另请参阅 shell 脚本中的全局环境变量

你真的不知道似乎在问“贝壳”。
相反，这些是子进程；如果您在 shell 中运行 python foo.py，则 Python 进程是 shell 进程的子进程。 （许多 shell 允许您exec python foo.py，它用 Python 进程替换 shell 进程；该进程现在是启动 shell 的进程的子进程。在类 Unix 系统上，最终所有进程都是进程 1（init 进程）的后代。）

subprocess 简单地运行一个子进程。如果 shell=True 则 Python 的直接子进程是 shell，并且您运行的命令是该 shell 的子进程。 shell 将是默认 shell（Windows 上的 cmd，类 Unix 系统上的 /bin/sh），尽管您可以使用例如 executable=" 显式覆盖它/bin/bash"

示例：

• subprocess.Popen(['printf', '%s\n', 'foo', 'bar'])

  Python是父进程，printf是子进程，其父进程是Python进程。

• subprocess.Popen(r"printf '%s\n' foo bar", shell=True)

  Python是/bin/sh的父进程，而/bin/sh又是printf的父进程。当 printf 终止时，sh 也会终止，因为它已到达脚本末尾。

  也许请注意，shell 负责解析命令行并将其拆分为我们最终在上一个示例中显式直接传递给 Popen 的四个标记。

  您运行的命令可以访问 shell 功能，例如通配符扩展、管道、重定向、引用、变量扩展、后台处理等。

  在这个孤立的示例中，没有使用这些，因此您基本上是在添加不必要的进程。 （如果您想避免将命令拆分为令牌的小负担，也许可以使用 shlex.split() 。）另请参阅 子进程中“shell=True”的实际含义

• subprocess.Popen(r"printf '%s\n' foo bar", shell=True,executable="/bin/bash")

  Python 是 Bash 的父进程，而 Bash 又是 printf 的父进程。除了 shell 的名称之外，这与前面的示例相同。

  在某些情况下，当您要执行的命令需要 Bash 中提供的功能（但 Bourne shell 中不提供）时，您确实需要更慢且更耗内存的 Bash shell。一般来说，更好的解决方案几乎总是在子进程中运行尽可能少的代码，并用本机 Python 结构替换这些 Bash 命令；但如果您知道自己在做什么（或者真的不知道自己在做什么，但需要完成工作而不是正确解决问题），那么该设施可能会很有用。

（另外，您应该尽可能避免纯粹的 Popen，如 subprocess 文档中所述。）

子进程在启动时继承其父进程的环境。在类 Unix 系统上，进程无法更改其父进程的环境（尽管父进程可能参与其中，如您的 eval 示例中所示）。

为了完成您最终可能要问的问题，您可以在 Python 中设置一个环境，然后将其他命令作为子进程启动，然后可能使用显式的 env= 关键字参数来指向该环境您希望它使用：

import os

...
env = os.environ.copy()
env["PATH"] = "/opt/foo:" + env["PATH"]
del env["PAGER"]
env["secret_cookie"] = "xyzzy"
subprocess.Popen(["otherprogram"], env=env)

或让 Python 以某种形式打印出值，该值可以安全地传递给 Bourne shell 中的 eval。 （注意：这要求您总体上了解 eval 的危险，特别是目标 shell 的引用约定；此外，您可能需要支持多个 shell 的语法，除非您只是目标受众非常有限。）

...尽管在许多情况下，迄今为止最简单的解决方案是在 shell 中设置环境，然后将 Python 作为该 shell 实例的子进程运行（或 exec python 如果你想摆脱 shell 实例在它完成其部分之后；另请参阅什么exec 命令在 shell 脚本中的用途是什么？）

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不带参数的 Python 会启动 Python REPL，它可以被视为“shell”，尽管我们通常不会使用该术语（也许称其为“交互式”）口译员”——另见下文）；但是 python foo.py 只是运行脚本 foo.py 并退出，因此那里没有 shell。

“shell”的定义稍微依赖于上下文，但您似乎并没有真正在这里询问 shell。 （有些 GUI 有“图形 shell”等概念，但我们已经超出了您想要询问的范围。）有些程序是命令解释器（Python 可执行文件解释并执行 Python 语言中的命令；Bourne shell 解释并执行 shell 脚本），但通常只有那些主要目的包括运行其他程序的才被称为“shell”。

Answer 2

这些等式都不是真的，而且这些“贝壳”有一半实际上并不是贝壳。

您的 bash shell 是一个 shell。当您从该 shell 启动 Python 脚本时，运行该脚本的 Python 进程是 bash shell 进程的子进程。当您从 Python 脚本启动子进程时，该子进程是 Python 进程的子进程。如果使用 shell=True 启动子进程，Python 会调用 shell 来解析并运行命令，否则，运行子进程时不会涉及任何 shell。

子进程在启动时从其父进程继承环境变量（除非您采取特定步骤来避免这种情况），但它们无法为其父进程设置环境变量。您无法运行 Python 脚本来在 shell 中设置环境变量，也无法从 Python 运行子进程来设置 Python 脚本的环境变量。