Python转macOS应用后subprocess调用python3出现编码模块错误

问题场景 #

使用py2app将包含Tkinter和subprocess的Python脚本打包为macOS应用后，调用ls等终端命令正常，但调用python3执行外部脚本时出现编码模块找不到的错误，报错信息如下：

Fatal Python error: init_fs_encoding: failed to get the Python codec of the filesystem encoding
Python runtime state: core initialized
ModuleNotFoundError: No module named 'encodings'

问题原因 #

py2app打包的应用会自动修改PYTHONHOME、PYTHONPATH等环境变量，让subprocess启动的python3误以为要使用打包应用内置的Python环境，而非系统原生的Python环境，导致系统Python无法找到自身的编码模块。

解决方案 #

方案1：清理子进程的Python相关环境变量 #

在调用subprocess时，复制当前环境变量并删除所有以PYTHON开头的干扰项，确保子进程使用系统原生Python环境：
修改hello.py的subprocess调用部分：

import subprocess
import os
from tkinter import *

root = Tk()
l = Label(root, text="hello")
l.pack()

# 复制环境变量并清理Python相关干扰项
env = os.environ.copy()
for key in list(env.keys()):
    if key.startswith('PYTHON'):
        del env[key]

# 获取打包后test.py的正确路径（位于应用包的Resources目录）
test_script_path = os.path.join(os.environ['RESOURCEPATH'], 'test.py')
# 避免使用shell=True，提升安全性和路径可靠性
process = subprocess.Popen(
    ["python3", test_script_path],
    stdout=subprocess.PIPE,
    stderr=subprocess.PIPE,
    env=env
)

stdout, stderr = process.communicate()
l.config(text=stdout.decode('utf-8'))  # 解码字节流为字符串
root.mainloop()

方案2：指定系统Python的绝对路径 #

直接使用系统Python的绝对路径代替python3，绕过环境变量的干扰：

test_script_path = os.path.join(os.environ['RESOURCEPATH'], 'test.py')
process = subprocess.Popen(
    ["/usr/bin/python3", test_script_path],
    stdout=subprocess.PIPE,
    stderr=subprocess.PIPE
)

注意：如果你的Python是通过Homebrew安装的，路径可能是/usr/local/bin/python3或/opt/homebrew/bin/python3，需根据实际情况调整。

方案3：通过py2app配置全局清理环境变量 #

修改setup.py的OPTIONS，在打包时指定清空Python相关环境变量：

from setuptools import setup

APP = ['hello.py']
DATA_FILES = ['test.py']
OPTIONS = {
    'env_vars': {
        'PYTHONHOME': '',
        'PYTHONPATH': '',
    }
}

setup(
    app=APP,
    data_files=DATA_FILES,
    options={'py2app': OPTIONS},
    setup_requires=['py2app'],
)

此方法为全局设置，可能影响应用自身的Python环境，建议优先使用方案1。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者ss3387