具有两个输入的 Python 子进程

Question

我正在编写一个Python程序，需要调用一个外部程序hmm3align，从命令行操作如下：

hmm3align hmm_file fasta_file -o output_file

所以通常情况下，程序需要两个输入文件并将结果写入第三个文件。我的程序实际上有多个调用外部程序的情况，但这是外部程序有两个文件输入的唯一情况。我的意图是避免写入和读取文件以允许这些外部程序相互通信；我希望在会话期间将所有数据存储为 Python 变量，并在需要时将这些变量提供给外部程序。

在 Python 程序中需要调用 hmm3align 的地方，我已经有两个 Python 变量 hmm_model 和 fasta_model，它们分别包含通常分别包含在 hmm_file 和 fasta_file 中的信息。我想要做的是通过标准输入将 hmm_model 和 fasta_model 传递给 hmm3align（因为我认为这是将它们作为输入提供的唯一方法），然后将结果从标准输出捕获到名为 align_results 的第三个 Python 变量中。为此，我创建了一个使用 subprocess 模块的单独函数，如下所示：

def hmmalign(hmm_model,fasta):
     args = ["/clusterfs/oha/software/bin/hmm3align",
             "-", "-",
             "-o", "/dev/stdout"]
     process = subprocess.Popen(args, shell=False, stdin=subprocess.PIPE, stdout=subprocess.PIPE, stderr=subprocess.PIPE)
     return process.communicate(hmm_model,fasta)[0]

如您所见，我正在尝试通过标准输入发送这两个变量。 args 列表中的两个“-”用于捕获这两个变量；我在其他示例中看到了“-”，但它们的目的并不清楚，我可能会误解。

果然，我在 Traceback 的最后得到如下错误：

TypeError: communicate() takes at most 2 arguments (3 given)

所以我不能通过标准输入将两个单独的变量传递给程序。我应该提到，当一个类似的外部程序只需要一个输入文件时，我已经能够使子进程在该程序上工作。

我该如何进行这项工作？是否可以使用具有多个输入的子流程？我查看了文档并没有看到这个问题得到回答。提前致谢。

Answer 1

标准输入是单个数据流；在 Unix 上，它是一个 文件描述符，连接到单向 管道 的 输出 端。按照惯例，从命令行中指定的单个文件读取的程序会将- 理解为从标准输入读取而不是从文件读取的指令。但是，对于一个从两个文件中读取的程序，没有办法从标准输入读取两次，因为它是一个数据流。

还有其他文件描述符可用于通信（stdin 是 fd 0，stdout 是 fd 1，stderr 是 fd 2），但没有传统的方式来指定它们而不是文件。

最有可能在这里工作的解决方案是 named pipes (FIFOs)；在 Python 中，使用 os.mkfifo 创建命名管道并使用 os.unlink 删除它。然后，您可以在写入程序（使用open）时将其名称传递给程序（它将显示为可以读取的文件）。