python之执行shell命令的几种方法

这里介绍python执行shell命令的几种方法以及它们之间的区别。

方法1： os.system()方法

函数原型：

# os.system()是阻塞式的
os.system(command)

windows系统下返回值为退出状态码，状态码为0表示执行成功，其它值表示执行不成功；

Linux系统下，返回值是16bit的整数，高8bit表示退出码，低8bit表示结束进程的pid。

例子：

import os

result = os.system('ls .')
print(result)

# 执行结果为：列出当前文件夹文件，返回值result=0表示执行成功

注意事项：

os.system() 在执行system函数执行时会创建一个子进程执行命令，等子进程结束后才会返回到主进程中继续执行（即阻塞式的），同时子进程的执行结果无法影响主进程。

os.system改造为非阻塞形式的方法：

# linux平台加上运算符&，意思是将命令放在后台执行
os.system('python test.py &')
# window平台。可使用DOS的start命令
os.system('start python test.py ')

os.system执行多条命令的方法：

# 如下例子是进入test文件夹，查看其中的文件列表，如下写法是错误的，因为子进程的执行结果无法影响主进程。
os.system("cd test")
os.system("ls .")

# 正确的写法如下,将命令放到同一个进程中执行。
os.system("cd test && ls .")

方法2： os.popen()方法

函数原型：

# os.popen()是非阻塞式的
os.popen(cmd, mode='r', buffering=-1)

# 参数说明：
# Command：调用的命令；
# mode：   模式权限可以是 'r'(默认) 或 'w', 但不能同时读写；
# bufsize  文件需要的缓冲大小 0无缓冲 1行缓冲 其它正值以字节为单位 负值使用系统默认值。

这种调用方式是通过管道的方式来实现，函数返回一个文件对象，可以对这个文件对象进行相关操作。

例子：

import os

f = os.popen('ls .')
lines = f.readlines()
print(lines)      # 打印文件内容
f.close()         # 关闭文件对象

推荐使用with-as方法，这样不需要显示的写f.close()了

import os
command = 'ls .'
with os.popen(command, "r") as f:
    r = f.read()

注意事项：

os.popen()是非阻塞式的，可以通过使用read()或readlines()对返回的文件对象进行阻塞式读，从而产生阻塞式的效果。另外要注意，如果命令执行无法退出或进入交互模式，这种“读”将形成完全阻塞的情况，表现的像程序卡住了。

# p保存command执行后的输出
p = os.popen('ls .').read()

方法3： 使用commands模块

注意：python 3.0 之后移除此命令，使用 subprocess代替

这里还是大概列一下。

方法4： 使用subprocess模块

subprocess模块功能最为强大，是官方最推荐的做法，可以替代上述方法1-3。

以下的表和文字描述来自于参考3，写得较清晰，我就不必再次整理了。

subprocess模块常用方法：

函数细节：

1 subprocess.run()

函数原型：

# 执行args命令，返回值为CompletedProcess类；
# 若未指定stdout，则命令执行后的结果输出到屏幕上，函数返回值CompletedProcess中包含有args和returncode；
# 若指定有stdout，则命令执行后的结果输出到stdout中，函数返回值CompletedProcess中包含有args、returncode和stdout；
# 若执行成功，则returncode为0；若执行失败，则returncode为1；
# 若想获取args命令执行后的输出结果，命令为：output = subprocess.run(args, stdout=subprocess.PIPE).stdout

subprocess.run(args[, stdout, stderr, shell ...])

2 subprocess.call()

函数原型：

# 执行args命令，返回值为命令执行状态码；
# 若未指定stdout，则命令执行后的结果输出到屏幕；
# 若指定stdout，则命令执行后的结果输出到stdout；
# 若执行成功，则函数返回值为0；若执行失败，则函数返回值为1；
#（类似os.system）
subprocess.call(args[, stdout, ...])

3 subprocess.check_call()

函数原型：

# 执行args命令，返回值为命令执行状态码；
# 若未指定stdout，则命令执行后的结果输出到屏幕；
# 若指定stdout，则命令执行后的结果输出到stdout；
# 若执行成功，则函数返回值为0；若执行失败，抛出异常；
#（类似subprocess.run(args, check=True)）

subprocess.check_call(args[, stdout, ...])

4 subprocess.check_output()

函数原型：

# 执行args命令，返回值为命令执行的输出结果；
# 若执行成功，则函数返回值为命令输出结果；若执行失败，则抛出异常；
#（类似subprocess.run(args, check=True, stdout=subprocess.PIPE).stdout）
subprocess.check_output(args[, stderr, ...])

其中的入参：

• args：启动进程的参数，默认为字符串序列（列表或元组），也可为字符串（设为字符串时一般需将shell参数赋值为True）；
• shell：shell为True，表示args命令通过shell执行，则可访问shell的特性；
• check：check为True时，表示执行命令的进程以非0状态码退出时会抛出；subprocess.CalledProcessError异常；check为False时，状态码为非0退出时不会抛出异常；
• stdout、stdin、stderr：分别表示程序标准标输出、输入、错误信息；run函数返回值为CompletedProcess类，若需获取执行结果，可通过获取返回值的stdout和stderr来捕获； check_output函数若需捕获错误信息，可通过stderr=subprocess.STDOUT来获取；

例子：

见参考4，例子举得比较好，这里不再copy了。

总结

摘抄自参考3：

那么我们到底该用哪个模块、哪个函数来执行命令与系统及系统进行交互呢？总结如下：

• 首先，Python2.4版本引入了subprocess模块用来替换os.system()、os.popen()、os.spawn*()等函数以及commands模块；如果是Python 2.4及以上的版本就应该使用subprocess模块了。
• 如果你的应用使用的Python 2.4以上，但是是Python 3.5以下的版本，Python官方给出的建议是使用subprocess.call()函数。Python 2.5中新增了一个subprocess.check_call()函数，Python 2.7中新增了一个subprocess.check_output()函数，这两个函数也可以按照需求进行使用。
• 如果你的应用使用的是Python 3.5及以上的版本，Python官方给出的建议是尽量使用subprocess.run()函数。
• 当subprocess.call()、subprocess.check_call()、subprocess.check_output()和subprocess.run()这些高级函数无法满足需求时，我们可以使用subprocess.Popen类来实现我们需要的复杂功能。

参考：

1. Python执行shell命令(并获取执行结果)
2. [python]调用外部exe 阻塞式和非阻塞式的几种方法
3. python之subprocess模块详解
4. python：subprocess模块

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