Python交互式shell在子进程中运行时不响应输入。

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Python交互式shell在子进程中运行时不响应输入。

我正在做一个终端命令行界面程序，作为一个更大项目的一部分。我希望用户能够运行任意命令（就像在cmd中一样）。问题是，当我使用subprocess启动一个python进程时，python不会写入任何内容到stdout。我甚至不确定它是否读取了我在stdin中写的内容。这是我的代码：

from os import pipe, read, write
from subprocess import Popen
from time import sleep
# 创建stdin/stdout管道
out_read_pipe_fd, out_write_pipe_fd = pipe()
in_read_pipe_fd, in_write_pipe_fd = pipe()
# 启动进程
proc = Popen("python", stdin=in_read_pipe_fd, stdout=out_write_pipe_fd,
             close_fds=True, shell=True)
# 确保进程已启动
sleep(2)
# 向stdin写入内容
write(in_write_pipe_fd, b"print(\"hello world\")\n")
# 逐字节读取写入到stdout的所有数据
print("Reading:")
while True:
    print(repr(read(out_read_pipe_fd, 1)))

当我将上述代码中的"python"更改为"myexe.exe"时，代码就能正常工作，其中"myexe.exe"是我用MinGW编译的C++编写的hello world程序。为什么会发生这种情况？这是完整的代码，但上面的示例展示了我的问题。当我将"python"更改为"cmd"时，它也能正常工作。

附：当我在命令提示符中运行python时，它会给我返回：

Python 3.7.9 (tags/v3.7.9:13c94747c7, Aug 17 2020, 18:58:18) [MSC v.1900 64 bit (AMD64)] on win32
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>>

这意味着应该有内容写入到stdout中。

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Python交互式shell在子进程中运行时无法响应输入的原因是，解释器的交互元素通常在命令行中用于运行脚本，因此它们不会被写入到stdout中，否则会干扰脚本输出。为了方便起见，当与用户交互时，解释器使用sys.displayhook方法有意地将输出发送到stdout，否则就不会有输出到stdout。其余部分（例如引导文本和>>>提示符）根据文档写入到stderr中：

stdin用于所有交互输入（包括对input()的调用）；

stdout用于print()和表达式语句的输出以及input()的提示符；

解释器自己的提示和错误消息都会被发送到stderr。

这看起来是一个合理的解释，但为什么Python不响应写入到stdin的print("Hello world")呢？而且stderr也是空的。

我想知道交互界面是否使用与底层解释器不同的流？subprocess.run("python", input=b"print('hello')")按预期工作。

这是可能的，但这是否意味着我不能从cmd运行python？我认为cmd只监听stdout/stderr，所以如果python使用它自己的流，cmd不应该在屏幕上显示任何内容。另外，IDLE会捕获进程的stdout和stderr。我将尝试阅读IDLE的源代码。

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在这篇文章中，我们要讨论的问题是Python交互式shell在以子进程运行时无法响应输入的问题。问题的原因是连接Python到非tty标准输入，这导致它的行为与在终端中直接运行命令`python`时不同。实际上，它的行为类似于使用命令`cat script | python`，也就是它会等待标准输入关闭，然后将所有内容作为一个脚本执行。这种行为在Python文档中有所描述。为了解决这个问题，我们可以采取两种解决方法。

解决方法一是强制Python以交互模式运行。我们可以使用`-i`标志来忽略Python非交互式运行的事实。在运行`python --help`命令时，可以注意到这个标志。只需要将`Popen`函数的调用改为`Popen("python -i", stdin=in_read_pipe_fd, stdout=out_write_pipe_fd, close_fds=True, shell=True)`，问题就可以得到解决。

解决方法二是模拟终端。通过使用伪终端设备（pty），我们可以将管道连接到tty驱动程序，从而可以自己编写终端仿真器。我们可以使用Python的`pty`模块来打开一个伪终端设备，并将其连接到子进程，而不是普通的管道。这样可以欺骗Python，使其认为它连接到了一个真正的tty设备，还可以模拟按下Ctrl-C、上箭头/下箭头等操作。然而，这种方法也会带来一些问题，因为一些程序在连接到tty时会相应地改变其输出。例如，在许多Linux发行版中，`grep`命令会在输出中使用颜色来标记匹配的模式。如果你不能正确处理程序的输出中的颜色，或者配置了tty以声明不支持颜色（和其他tty特性），那么你将在某些命令的输出中得到垃圾内容。

无论哪种解决方法，都可以解决Python交互式shell在子进程中无法响应输入的问题。解决方法一通过强制Python以交互模式运行来解决，而解决方法二通过模拟终端来解决。根据具体情况选择合适的解决方法即可解决问题。

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