Python调用外部系统命令

利用Python调用外部系统命令的方法可以提高编码效率。调用外部系统命令完成后可以通过获取命令执行返回结果码、命令执行的输出结果进行进一步的处理。本文主要描述Python常见的调用外部系统命令的方法，包括os.system()、os.popen()、subprocess.Popen()等。

本文分析python调用外部系统命令主要从两个方面考虑：
1、是不是可以返回命令执行结果码，因为大部分场景都需要通过判断调用命令是执行成功还是失败。
2、是不是可以获取命令执行结果。某些场景调用外部命令就是为获取输出结果，也可以通过输出结果来判断命令执行成功还是失败。分析结果如下：

下面再针对每一个函数使用方法和实例进行详细描述。

1、subprocess模块

优先介绍subprocess模块的是由于该模块可以替代旧模块的方法，如os.system(）、os.popen()等，推荐使用。subporcess模块可以调用外部系统命令来创建新子进程，同时可以连接到子进程的nput/output/error管道上，并得到子进程的返回值。

subprocess模块主要有call()、check_call()、check_output()、Popen()函数,简要描述如下：

Main API
    ========
    call(...): Runs a command, waits for it to complete, then returns the return code.
    check_call(...): Same as call() but raises CalledProcessError() if return code is not 0
    check_output(...): Same as check_call() but returns the contents of stdout instead of a return code
    Popen(...): A class for flexibly executing a command in a new process
    
    Constants
    ---------
    PIPE:    Special value that indicates a pipe should be created
    STDOUT:  Special value that indicates that stderr should go to stdout

下面开始介绍subprocess函数的使用方法。

（1）subprocess.Popen类

subprocess.Popen(args, bufsize=0, executable=None, stdin=None, stdout=None, stderr=None, preexec_fn=None, close_fds=False, shell=False, cwd=None, env=None, universal_newlines=False, startupinfo=None, creationflags=0)  

参数说明：

• args：
  要调用的外部系统命令。
• bufsize：
  默认值为0, 表示不缓存,。为1表示行缓存,。其他正数表示缓存使用的大小,，负数-1表示使用系统默认的缓存大小。
• stdin、stdout、stdout
  分别表示标准输入、标准输出和标准错误。其值可以为PIPE、文件描述符和None等。默认值为None，表示从父进程继承。
• shell
  Linux：参数值为False时，Linux上通过调用os.execvp执行对应的程序。为Trule时，Linux上直接调用系统shell来执行程序。
  Windows：shell参数表示是否使用bat作为执行环境。只有执行windows的dir、copy等命令时才需要设置为True。其他程序没有区别。
• executable
  用于指定可执行程序。一般情况下我们通过args参数来设置所要运行的程序。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环境变量来指定。
• preexec_fn
  只在Unix平台下有效，用于指定一个可执行对象（callable object），它将在子进程运行之前被调用
• cwd
  设置子进程当前目录
• env
  env是字典类型，用于指定子进程的环境变量。默认值为None，表示子进程的环境变量将从父进程中继承。
• Universal_newlines
  不同操作系统下，文本的换行符是不一样的。如：windows下用’/r/n’表示换，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。

Popen对象对应的属性和方法如下：

属性:

  stdin, stdout, stderr, pid, returncode

方法:

  communicate(self, input=None) -> returns a tuple (stdout, stderr).
  wait(self) -> Wait for child process to terminate.  Returns returncode attribute.

常用实例

1、打印D:\temp目录下创建test目录。直接调用进程，不考虑获取调用命令输出内容和结果码

import subprocess

p = subprocess.Popen(args='mkdir test', shell=True, cwd='d:/temp')
p.wait()

2、调用ping命令执行，获取命令执行输出内容

import subprocess

p = subprocess.Popen(args='ping -n 2 -w 3 192.168.1.104', stdin=subprocess.PIPE, stdout=subprocess.PIPE, stderr=subprocess.PIPE, shell=True)
p.wait()
print (p.stdout.read())

明：p.stdout、p.stdin、p.stderr为文件对象，可以使用文件对象函数，如read()。

2）subprocess.call()

函数原型：call(*popenargs, **kwargs)。call()调用外部系统命令执行，并返回程序执行结果码。

import subprocess

retcode = subprocess.call('ping -n 2 -w 3 192.168.1.104', shell=True)
print (retcode)

（3）subprocess.check_call()

使用方法同call()。如果调用命令执行成功，返回结果码0，如果执行失败，抛出CalledProcessError.异常。

举例如下：

>>> p = subprocess.check_call('ping -n 2 -w 3 192.168.1.105', shell=True)

正在 Ping 192.168.1.105 具有 32 字节的数据:
请求超时。
请求超时。

192.168.1.105 的 Ping 统计信息:
    数据包: 已发送 = 2，已接收 = 0，丢失 = 2 (100% 丢失)，
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
  File "c:\Python27\lib\subprocess.py", line 186, in check_call
    raise CalledProcessError(retcode, cmd)
subprocess.CalledProcessError: Command 'ping -n 2 -w 3 192.168.1.105' returned non-zero exit status 1

（4）subprocess.check_output()

函数原型：check_output(*popenargs, **kwargs)。用法与call()相同。区别是如果执行成功返回的是标准输出内容。如果失败，抛CalledProcessError.异常。

import subprocess

output = subprocess.check_output('ping -n 2 -w 3 192.168.1.104', shell=True)
print(output)

2、os模块

（1）os.system()

os.system(command) 。调用外部系统命令，返回命令结果码，但是无法获取命令执行输出结果，输出结果直接打印到屏幕终端。

import os

retcode = os.system('ping -n 2 -w 3 192.168.1.104')
if retcode == 0:
    print ("%s Success" % (ip,))
else:
    print ("%s Fail" % (ip,))

（2）os.popen()

os.popen(command) 。调用外部系统命令，返回命令执行输出结果，但不返回结果吗

import os

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output = os.popen('ping -n 2 -w 3 192.168.1.104')
print (output)

3、commands模块

commands模块用于调用Linux shell命令。测试了下在windows上执行失败。主要有如下3个函数

getoutput(cmd)： Return output (stdout or stderr) of executing cmd in a shell.
getstatus(file)：Return output of "ls -ld <file>" in a string.
getstatusoutput(cmd)：Return (status, output) of executing cmd in a shell.

使用实例如下：

import commands

retcode, output = commands.getstatusoutput('ping -n 2 -w 3 192.168.1.104')
print (retcode)
print (output)

总结

在编写程序时可根据使用场景来选择不同的Python调用方法来执行外部系统命令。对于复杂的命令考虑使用subprocess.Popen()完成，如果仅是简单的命令执行，可以使用os.system()完成，如调用windows的暂停程序命令os.system('pause')。