如何创建一个子进程可以读取的临时文件？

Question

我正在编写一个 Python 脚本，该脚本需要将一些数据写入临时文件，然后创建一个运行 C++ 程序的子进程来读取临时文件。我正在尝试为此使用NamedTemporaryFile，但根据文档，

在命名的临时文件仍处于打开状态时，该名称是否可用于第二次打开文件，因平台而异（在 Unix 上可以这样使用；在 Windows NT 或更高版本上不能）。

确实，在 Windows 上，如果我在写入后刷新临时文件，但在我希望它消失之前不要关闭它，子进程将无法打开它进行读取。

我正在通过使用delete=False 创建文件，在生成子进程之前关闭它，然后在完成后手动删除它来解决这个问题：

fileTemp = tempfile.NamedTemporaryFile(delete = False)
try:
    fileTemp.write(someStuff)
    fileTemp.close()
    # ...run the subprocess and wait for it to complete...
finally:
    os.remove(fileTemp.name)

这似乎不优雅。有一个更好的方法吗？也许一种方法可以打开临时文件的权限以便子进程可以访问它？

Answer 1

因为似乎没有其他人有兴趣公开这些信息......

tempfile 确实公开了一个函数mkdtemp()，它可以解决这个问题：

try:
    temp_dir = mkdtemp()
    temp_file = make_a_file_in_a_dir(temp_dir)
    do_your_subprocess_stuff(temp_file)
    remove_your_temp_file(temp_file)
finally:
    os.rmdir(temp_dir)

我将中间函数的实现留给读者，因为人们可能希望使用mkstemp() 来加强临时文件本身的安全性，或者在删除之前就地覆盖文件。我并不特别知道通过仔细阅读tempfile 的源代码，人们可能会遇到哪些安全限制不容易计划好。

无论如何，是的，在 Windows 上使用 NamedTemporaryFile 可能不优雅，我在这里的解决方案也可能不优雅，但是您已经确定 Windows 支持比优雅的代码更重要，所以您不妨继续做一些可读的事情。

Answer 2

According 致 Richard Oudkerk

(...) 尝试重新打开 NamedTemporaryFile 失败的唯一原因是 Windows是因为我们重新打开时需要使用O_TEMPORARY。

他举了一个例子说明如何在 Python 3.3+ 中做到这一点

import os, tempfile

DATA = b"hello bob"

def temp_opener(name, flag, mode=0o777):
    return os.open(name, flag | os.O_TEMPORARY, mode)

with tempfile.NamedTemporaryFile() as f:
    f.write(DATA)
    f.flush()
    with open(f.name, "rb", opener=temp_opener) as f:
        assert f.read() == DATA

assert not os.path.exists(f.name)

由于 Python 2.x 内置的open() 中没有opener 参数，所以我们必须结合较低级别的os.open() 和os.fdopen() 函数来达到相同的效果：

import subprocess
import tempfile

DATA = b"hello bob"

with tempfile.NamedTemporaryFile() as f:
    f.write(DATA)
    f.flush()

    subprocess_code = \
    """import os
       f = os.fdopen(os.open(r'{FILENAME}', os.O_RDWR | os.O_BINARY | os.O_TEMPORARY), 'rb')
       assert f.read() == b'{DATA}'
    """.replace('\n', ';').format(FILENAME=f.name, DATA=DATA)

    subprocess.check_output(['python', '-c', subprocess_code]) == DATA

Answer 3

你总是可以去低级，但不确定它是否对你来说足够干净：

fd, filename = tempfile.mkstemp()
try:
    os.write(fd, someStuff)
    os.close(fd)
    # ...run the subprocess and wait for it to complete...
finally:
    os.remove(filename)

Answer 4

至少如果您使用现有的 Python 库打开一个临时文件，则在 Windows 的情况下无法从多个进程访问它。根据MSDN，您可以指定第三个参数（dwSharedMode）共享模式标志FILE_SHARE_READ 到CreateFile() 函数：

启用对文件或设备的后续打开操作以请求读取 使用权。否则，其他进程无法打开文件或设备，如果 他们请求读取权限。如果未指定此标志，但文件 或设备已打开进行读取访问，该功能失败。

因此，您可以编写一个特定于 Windows 的 C 例程来创建一个自定义的临时文件打开器函数，从 Python 调用它，然后您可以让您的子进程访问该文件而不会出现任何错误。但我认为你应该坚持你现有的方法，因为它是最便携的版本，可以在任何系统上运行，因此是最优雅的实现。

• 关于 Linux 和 windows 文件锁定的讨论可以找到here。

编辑：事实证明，也可以从 Windows 中的多个进程打开和读取临时文件。请参阅 Piotr Dobrogost 的 answer。

Answer 5

在with 语句中使用mkstemp() 代替os.fdopen() 可以避免调用close()：

fd, path = tempfile.mkstemp()
try:
    with os.fdopen(fd, 'wb') as fileTemp:
        fileTemp.write(someStuff)
    # ...run the subprocess and wait for it to complete...
finally:
    os.remove(path)