Pythonのptyモジュールで擬似端末を操作する方法

Pythonの標準ライブラリには、擬似端末（Pseudo-Terminal）を扱うためのptyモジュールが用意されています。このモジュールを利用すると、新たに別のプロセスを起動したり、プログラムから制御端末に対してデータを読み書きしたりすることが可能になります。

ただし、ptyモジュールはプラットフォームに強く依存する設計となっているため、これらの操作を実行するにはUNIX系システムが必要です。Windows環境では利用できない点に注意してください。

ptyモジュールを使用する際は、まず以下のようにインポートします。

import pty

ptyモジュールの主なメソッド

pty.fork()

子プロセスの制御端末を擬似端末に接続するためのメソッドです。戻り値として「pid」と「fd」の2つの値を返します。子プロセス側ではpidが0になり、fdは無効な値となります。一方、親プロセス側では、pidは子プロセスのプロセスIDを示し、fdには子プロセスの制御端末のファイルディスクリプタが格納されます。

pty.openpty()

新しい擬似端末のペアをオープンするためのメソッドです。マスタ側とスレーブ側それぞれに対応するファイルディスクリプタを返します。

pty.spawn(argv[, master_read[, stdin_read]])

spawn関数は、指定したプロセスの制御端末を、現在のプロセスの標準入出力へ接続して実行します。引数のmaster_readおよびstdin_readには、ファイルディスクリプタからデータを読み込むためのコールバック関数を指定できます。読み込みサイズのデフォルトは1024バイトです。

サンプルコード

import pty, os
def process_parent_child():
   (process_id, fd) = pty.fork()
   print("The Process ID for the Current process is: " + str(os.getpid()))
   print("The Process ID for the Child process is: " + str(process_id))
process_parent_child()
master, slave = pty.openpty()
print('Name of the Master: ' + str(os.ttyname(master)))
print('Name of the Slave: ' + str(os.ttyname(slave)))

実行結果

The Process ID for the Current process is: 12508
The Process ID for the Child process is: 12509
Name of the Master: /dev/ptmx
Name of the Slave: /dev/pts/2

実行すると、まずpty.fork()によって親プロセスとその子プロセスそれぞれのプロセスIDが表示されます。続いてpty.openpty()で作成された擬似端末のデバイス名が出力され、マスタ側は「/dev/ptmx」、スレーブ側は「/dev/pts」配下のデバイスファイルに割り当てられていることが確認できます。