在前面的教程中，我们已经介绍了多线程的使用方式，本节教程中我们将详细介绍进程模块。我们可以通俗地理解进程为一个运行起来的程序或者软件，每次启动一个进程，操作系统会自动的为这个程序准备一些必要的资源分配，默认情况下启动一个进程只有一条线程，这个线程就是主线程，线程是依附在进程里面的，没有进程就没有线程，一个进程可以有多个线程。
我们都知道计算机是由硬件和软件组成的。硬件中的CPU是计算机的核心，它承担计算机的所有任务。Python中的多线程无法利用多核CPU优势，如果想要充分地使用多核CPU的资源，大部分情况需要使用多进程。
1、os模块
在前面的第10章Python模块中，我们已经详细介绍了os模块的用法，它提供了与操作系统交互的功能。os模块提供了一些函数来进行进程操作，如创建子进程、获取当前进程ID、结束进程等。
（1）os.getpid()方法
使用os.getpid()方法获取当前进程ID，例如：
动手练一练：
import os
pid = os.getpid()
print("当前进程ID：", pid)
执行以上代码，输出结果为：
当前进程ID： 7312
（2）os.getppid()方法
使用os.getppid()方法获取当前进程的父进程ID，例如：
动手练一练：
import os
ppid = os.getppid()
print("当前进程的父进程ID：", ppid)
执行以上代码，输出结果为：
1488
（3）os.kill()方法
使用os.kill()方法结束进程，例如
动手练一练：
import os
import signal
# 获取当前进程的PID
pid = os.getpid()
# 主动结束指定ID的程序运行
os.kill(pid, signal.SIGTERM)
上面的例子中，os.kill()方法是一种向进程发送信号的方法，可以用来强制结束一个进程的运行。当使用os.kill()方法结束一个进程时，需要指定该进程的PID（进程号），同时需要指定信号类型。这里需要注意的是，直接结束整个程序的运行可能会导致一些未完成的操作无法完成，因此在使用这些指令时需要谨慎。
（4）os.system()方法
os.system()方法是最简单的创建进程的方式，函数只有一个参数，就是要执行的系统命令。例如：
动手练一练：
import os
os.system('cd E:\Pyhint\condition && mkdir aaa')
上面的例子中，cd命令会让程序到达指定文件夹位置“E:\Pyhint\condition”，前提是该文件夹必须存在。最后在指定文件夹内创建一个“aaa”文件夹。从运行结果可以看出，os.system()函数可以执行操作系统的命令，并返回命令的执行状态。此函数的返回值只包含命令执行的状态，0表示成功，非0表示失败。它不包含命令的具体输出内容。
当执行os.system()函数时，它会创建一个子进程在系统上执行相应的命令行。子进程的执行结果不会影响到主进程。使用os.system()执行多条命令时，需要确保这些命令在同一个子进程中运行，例如：os.system('cd E:\Pyhint\condition && mkdir aaa')会执行两条命令，先cd命令会让程序到达指定文件夹，接着在指定文件夹内创建一个“aaa”文件夹，这样才能确保命令按照预期的顺序执行并得到预期的结果。这里需要注意的是，os.system()函数在执行时会阻塞其调用者，等待所启动的命令行程序退出。
在Windows中，可以使用os.system("cls")来清屏。在Windows的cmd终端窗口中，使用os.system("pause")可以实现暂停命令的执行，并提示“请按任意键继续”。
由于os.system()只返回命令的执行状态，而不返回命令的输出结果，因此如果程序需要获取命令运行的输出结果，可以考虑使用其他方法，如subprocess模块。
2、subprocess模块
subprocess模块是Python中一个用于创建和管理子进程（注意不是线程）的模块，它允许你启动新的应用程序，与其进行交互（发送输入数据，访问输出结果），以及获取其执行结果。
通过subprocess模块，我们可以在Python程序中执行外部命令、调用其他外部程序，并与它们进行交互。这使得你可以利用Python的强大功能来自动化和控制其他程序的执行。
（1）subprocess.run()函数的使用
subprocess.run()是Python 3.5及更高版本引入的函数，用于运行外部CMD命令并等待命令完成后，返回一个包含执行结果的subprocess.CompletedProcess对象。例如：
动手练一练：
import subprocess
# 执行CMD命令
result = subprocess.run("dir", shell=True, stdout=subprocess.PIPE, text=True)
# 打印命令输出
print(result.stdout)
以上代码会执行dir命令，它会列出当前Python解释器默认工作目录的所有内容。其中，shell=True参数表示在shell中执行命令，stdout=subprocess.PIPE用于捕获命令的输出，text=True表示输出以文本形式返回。该方法和os模块的os.system('dir')函数执行的效果一模一样。
我们还可以使用subprocess.run()方法运行Python脚本。首先，我们打开目录“Pyhint\condition”（Pyhint编辑器默认的工作路径），在该目录下创建一个简单的Python脚本文件hello.py，打开hello.py文件输入print("Hello World!")并保存。最后打开Pyhint编辑器，在代码框中输入以下内容，并点击运行：
动手练一练：
import subprocess
result = subprocess.run(["python", "hello.py"], capture_output=True, text=True)
print(result.stdout)
执行以上代码，输出结果为：
Hello World!
我们还可以将Python命令传递给subprocess.run()函数，直接从函数中运行Python代码，例如：
动手练一练：
import subprocess
result = subprocess.run(["python", "-c", "print('Hello World')"], capture_output=True, text=True)
print(result.stdout)
执行以上代码，输出结果为：
Hello World
上面的例子中，在参数列表中，第一个元素“python”不能省略，第二个元素“-c”是一个Python标记，允许用户将Python代码以文本形式传递给命令行。第三个元素“print()”是Python命令本身。
（2）subprocess.Popen()函数的使用
subprocess.Popen()提供了更多的灵活性，可以启动一个新的子进程并允许与其进行交互，而不仅仅是等待它完成。
前面介绍的subprocess.run()其实调用的是subprocess.Popen()对象，再进行封装，所以subprocess.run()函数的底层其实就是subprocess.Popen()函数。subprocess.run()函数要等待子进程实行结束后才返回，或者可能导致超时，而Popen创建子进程后并与其进行交互，也可以等待进程完成、检查其返回码或终止它。例如：
动手练一练：
import subprocess
# 执行命令
proc = subprocess.Popen(["python", "-c", "print('Hello World')"], stdin=subprocess.PIPE, stdout=subprocess.PIPE, text=True)
# communicate()函数读取标准输出和错误后，返回一个元祖，并分别赋值给a和b
a, b = proc.communicate()
print(a) # 标准输出 Hello World
print(b) # 由于没有捕获标准错误，所以输出 None
执行以上代码，输出结果为：
Hello World
None
在上面的示例中，首先使用subprocess.Popen()来启动进程，指定stdout=subprocess.PIPE捕获标准输出，指定stderr=subprocess.PIPE捕获标准错误。然后，使用process.communicate()方法来等待进程完成并获取其输出。process.communicate()会返回一个元祖，包含标准输出和错误两个元素，我们把该元祖分别赋值给a和b，最后打印出标准输出和错误。
我们同样可以使用subprocess.Popen()方法运行Python脚本。首先，我们打开目录“Pyhint\condition”（Pyhint编辑器默认的工作路径），在该目录下创建一个简单的Python脚本文件hello.py，打开hello.py文件输入print("Hello World!")并保存。最后打开Pyhint编辑器，在代码框中输入以下内容，并点击运行：
动手练一练：
import subprocess
# 执行命令
proc = subprocess.Popen(["python", "hello.py"], stdin=subprocess.PIPE, stdout=subprocess.PIPE, text=True)
# communicate()函数读取标准输出和错误后，返回一个元祖，并分别赋值给a和b
a, b = proc.communicate()
print(a) # 标准输出 Hello World!
print(b) # 由于没有捕获标准错误，所以输出 None
执行以上代码，输出结果为：
Hello World!
None
3、subprocess模块的应用场景
subprocess模块在执行系统命令、调用其他程序、进行进程间通信等场景提供了强大而灵活的功能。它可以帮助你与外部其他软件程序进行交互，获取和处理执行结果。subprocess模块常用的场景包括：
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测试和调试运用程序：在测试和调试阶段，可以使用subprocess模块来模拟外部的Python环境，以便更好地调试和控制程序的执行。
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运行可执行文件或程序：当需要从Python脚本中调用其他的可执行文件或程序时，可以使用subprocess模块来启动和监控这些进程，如运行Windows上的.exe文件，并控制其行为。例如，使用Subprocess模块运行执行特定任务的可执行文件，然后在自己的代码中使用该可执行文件的输出。这对于图像处理、数据分析和机器学习任务非常有用。
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自动化任务：使用subprocess模块可以轻松地自动化常见的系统任务，例如文件管理、系统监控、网络管理等等。
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批量处理数据：在一些数据处理任务中，需要调用外部工具或脚本来处理数据，subprocess模块可以批量执行这些处理任务。
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执行并行任务：在一些场景下，需要同时执行多个任务，可以通过subprocess模块来实现并行执行。