Python执行系统命令的三种核心方法详解

Python执行系统命令概述

在Python开发中，调用操作系统命令是常见需求。目前主要使用的执行方式有三种，分别适用于不同的场景和复杂度要求。

方法一：os.system

第一种方法是使用 os.system("cmd") 函数。

该函数在调用完shell脚本后，返回一个16位的整数。其中，低8位表示杀死所调用脚本的信号号码，高8位表示脚本的退出状态码。例如，如果脚本中执行了“exit 1”，则 os.system 函数返回值的高8位为1；若低8位为0，则函数返回值为 0x100，换算为十进制即256。

若需获取 os.system 的正确退出状态码，可通过位移运算还原：

>>> n = os.system(test.sh)
>>> n >> 8
>>> 3

这是最简单的一种方法，其特点是在执行时会打印出Linux系统上cmd命令的执行信息。使用前需导入 os 模块。

os.system("ls") 仅在一个子终端中运行系统命令，且无法直接获取命令执行后的返回内容。

方法二：os.popen

第二种方法涉及 os.popen。

这种调用方式通过管道机制实现，函数返回一个类似文件对象（file-like object），其中包含脚本输出的内容（可简单理解为echo输出的内容）。使用 os.popen 调用 test.sh 的情况如下：Python调用Shell脚本主要有两种方法：os.system(cmd) 或 os.popen(cmd)。前者返回脚本的退出状态码，后者返回脚本执行过程中的输出内容。实际使用时应根据需求选择。显然，对于调用“ls”这类需要获取输出内容的shell命令，应使用 popen 方法。

popen(command [, mode='r' [, bufsize]]) -> pipe
tmp = os.popen('ls *.py').readlines()

方法三：subprocess.Popen详解

第三种方法推荐使用 subprocess.Popen。

目前大多数开发者倾向于使用 Popen。Popen 方法不会打印出cmd在Linux上执行时的中间信息。确实，Popen 功能强大，支持多种参数和模式。使用前需导入：from subprocess import Popen, PIPE。但 Popen 函数有一个缺陷，即它是阻塞式的。如果运行cmd时产生的内容非常多，函数容易阻塞。解决办法是不使用 wait() 方法，但这样也无法直接获得执行的返回值。

Popen 的原型定义如下：

 subprocess.Popen(args, bufsize=0, executable=None, stdin=None, stdout=None, stderr=None, preexec_fn=None, close_fds=False, shell=false)

参数 bufsize：指定缓冲大小。具体含义尚需进一步探讨，欢迎有经验者指点。

参数 executable 用于指定可执行程序。一般情况下，我们通过 args 参数来设置要运行的程序。如果将参数 shell 设为 True，executable 将指定程序使用的shell。在Windows平台下，默认的shell由 COMSPEC 环境变量指定。

参数 stdin, stdout, stderr 分别表示程序的标准输入、输出、错误句柄。它们可以是 PIPE，文件描述符或文件对象，也可以设置为 None，表示从父进程继承。

参数 preexec_fn 仅在Unix平台下有效，用于指定一个可调用对象（callable object），它将在子进程运行之前被调用。

参数 close_fds：在Windows平台下，如果 close_fds 被设置为 True，则新创建的子进程将不会继承父进程的输入、输出、错误管道。注意：不能将 close_fds 设置为 True 同时重定向子进程的标准输入、输出与错误（stdin, stdout, stderr）。

如果参数 shell 设为 true，程序将通过shell来执行命令。

参数 cwd 用于设置子进程的当前工作目录。

参数 env 是字典类型，用于指定子进程的环境变量。如果 env = None，子进程的环境变量将从父进程中继承。

参数 Universal_newlines：不同操作系统下，文本的换行符不同。例如：Windows下用 '/r/n' 表示换行，而Linux下用 '/n'。如果将此参数设置为 True，Python 统一把这些换行符当作 '/n' 来处理。

参数 startupinfo 与 creationflags 仅在Windows下有效，它们将被传递给底层的 CreateProcess() 函数，用于设置子进程的一些属性，如：主窗口的外观，进程的优先级等。

subprocess.PIPE 在创建 Popen 对象时，subprocess.PIPE 可以初始化 stdin, stdout 或 stderr 参数，表示与子进程通信的标准流。

subprocess.STDOUT 创建 Popen 对象时，用于初始化 stderr 参数，表示将错误通过标准输出流输出。

Popen 类提供的常用方法如下：

Popen.poll() 用于检查子进程是否已经结束。设置并返回 returncode 属性。

Popen.wait() 等待子进程结束。设置并返回 returncode 属性。

Popen.communicate(input=None) 与子进程进行交互。向stdin发送数据，或从stdout和stderr中读取数据。可选参数 input 指定发送到子进程的数据。Communicate() 返回一个元组：(stdoutdata, stderrdata)。注意：如果希望通过进程的stdin向其发送数据，在创建Popen对象时，参数stdin必须被设置为PIPE。同样，如果希望从stdout和stderr获取数据，必须将stdout和stderr设置为PIPE。

Popen.send_signal(signal) 向子进程发送信号。

Popen.terminate() 停止(stop)子进程。在Windows平台下，该方法将调用Windows API TerminateProcess()来结束子进程。

Popen.kill() 杀死子进程。

Popen.stdin 如果在创建Popen对象时，参数stdin被设置为PIPE，Popen.stdin 将返回一个文件对象用于向子进程发送指令。否则返回None。

Popen.stdout 如果在创建Popen对象时，参数stdout被设置为PIPE，Popen.stdout 将返回一个文件对象用于从子进程读取指令。否则返回None。

Popen.stderr

如果在创建Popen对象时，参数stderr被设置为PIPE，Popen.stderr 将返回一个文件对象用于从子进程读取错误信息。否则返回None。

Popen.pid 获取子进程的进程ID。

Popen.returncode 获取进程的返回值。如果进程还没有结束，返回None。

以下是一个使用示例：

p = Popen("cp -rf a/* b/", shell=True, stdout=PIPE, stderr=PIPE) 
p.wait() 
if p.returncode != 0: 
 print "Error." 
 return -1 

方法四：commands模块

第三种方法是使用 commands.getstatusoutput 方法。

这个方法也不会打印出cmd在Linux上执行的信息。该方法唯一的优点是，它不是阻塞式的，即不存在Popen函数可能出现的阻塞问题。使用前需导入 commands 模块。

例如：

 status, output = commands.getstatusoutput("ls") 
 还有只获得output和status的方法：
 commands.getoutput("ls") 
 commands.getstatus("ls")

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