1. 概述
subprocess是Python中的一个标准库，在进行一些复杂操作的时候尤为重要。subprocess可以用来启动新的进程，或者是连接到当前系统上已经存在的进程。在这篇文章中，我们将会详细解析subprocess库的使用。
2. 启动进程
使用subprocess库启动一个新进程非常简单，只需要调用subprocess.Popen()方法，传入需要启动的进程名及其参数即可。例如下面这个例子：
import subprocess
subprocess.Popen(['ls', '-l'])
上面这行代码会启动一个新的子进程运行ls命令，输出当前目录下列表及其详细信息。
需要注意的是，当您启动一个新进程时，您需要等待进程退出才能继续执行代码。这是因为Python的subprocess库是同步的，也就是说，代码会等待subprocess完整地执行完毕后才会继续执行。
如果您希望让Python异步执行命令，您可以使用Python的threading库或者multiprocessing库来创建一个新线程或进程来启动子进程，这样不会阻塞原有程序的运行。
3. 进程间通信
有时候，在父进程和子进程之间进行信息传递非常必要。Python的subprocess库提供了多种方式来进行进程间通信。
3.1 通过管道进行进程间通信
在Python中，管道（pipe）是一种常见的进程间通信机制。Popen对象提供了stdin、stdout和stderr属性，它们可以与进程的标准输入、标准输出和标准错误流相对应。
在下面的示例中，我们将启动一个新进程，然后将结果打印到控制台：
import subprocess
output = subprocess.Popen(['ls', '-l'], stdout=subprocess.PIPE).communicate()[0]
print(output)
上述代码会将一个管道连接到subprocess执行的进程的标准输出上，然后运行communicate()方法来读取进程的输出结果，并将结果存储在输出变量output中。最后将结果打印到控制台。
3.2 使用共享内存进行通信
共享内存是另一种常见的进程间通信机制。Python的multiprocessing库提供了一种使用共享内存的简单方式，它被称为Value或Array。
在下面的示例中，我们将启动两个进程，并使用一个共享变量来传递数据：
import multiprocessing
def worker(num, arr):
arr[num] = num*num
if __name__ == '__main__':
arr = multiprocessing.Array('i', range(10))
jobs = []
for i in range(5):
p = multiprocessing.Process(target=worker, args=(i, arr))
jobs.append(p)
p.start()
for j in jobs:
j.join()
print(arr[:])
在这个示例中，我们使用了multiprocessing模块中的Array函数创建了一个可以被多个进程访问的共享数组。然后，我们在创建每个进程时都传递了一个不同的参数值num来修改这个共享数组。
3.3 使用套接字进行SOCKET通信
在Python中使用socket套接字进行进程间通信的原理与其他语言相同。您可以使用标准库socket来建立socket通信连接，然后在父子进程之间进行通信。
4. 相关注意事项
在使用Python的subprocess库时有一些需要考虑的事项：
4.1 shell=True的安全问题
如果您将shell=True传递给Popen()方法，那么您启动的子进程将被当作shell命令来解释，这可能会导致安全问题。
因此，除非真正需要执行shell命令，否则不推荐使用shell=True参数。
4.2 在Windows平台上启动进程时需要注意
如果您在Windows平台上启动进程，那么您需要特别注意。Windows中的环境变量与UNIX系统有很大的不同，因此您可能需要重新设置环境变量来确保正确的依赖文件可以被载入。
5. 总结
Python的subprocess库为我们启动新的子进程和连接到现有进程提供了方便的方式。在本文中，我们介绍了如何启动子进程、通过管道进行进程间通信、使用共享内存进行通信以及使用套接字进行通信等相关操作。同时，我们还介绍了使用Popen()方法时应避免使用shell=True参数以及在Windows平台上启动进程时需要注意的问题。
subprocess库为我们处理这些复杂算法提供了方便，值得我们花时间深入了解。