Python怎么執(zhí)行外部命令？subprocess的使用詳解

很多時候python應(yīng)用需要執(zhí)行一些外部命令來獲取操作系統(tǒng)的支持。但是python執(zhí)行外部命令的庫有很多并不知道選擇哪個會更好，這時候小編就要來推薦subprocess模塊了。這是一個python自帶的模塊。眾所周知python自帶模塊或許不是最好的，但絕對是比較好用的。接下來這篇文章我們就來看看subprocess的使用詳解吧。

一、了解subprocess

• subeprocess模塊是python自帶的模塊，無需安裝，主要用來取代一些就的模塊或方法，如os.system、os.spawn*、os.popen、commands.*等。
• 因此執(zhí)行外部命令優(yōu)先使用subprocess模塊

1、subprocess.run()方法

subprocess.run()方法是官方推薦的方法，幾乎所有的工作都可以用它來完成。
如下是函數(shù)源碼：

subprocess.run(args,
 *,
stdin=None,
input=None,
stdout=None,
stderr=None,
shell=False,
ced=None,
timeout=None,
check=False,
enccoding=None,
error=None)

該函數(shù)返回一個CompletedProcess類（有屬性傳入?yún)?shù)及返回值）的實例，該函數(shù)的參數(shù)有很多，只需要記住常用的即可

1、args : 代表需要在操作系統(tǒng)中執(zhí)行的命令，可以是字符串形式（要求shell=True），也可以是list列表類型
2、* ：代表可變參數(shù)，一般是列表或者字典類型
3、stdin、stdout、stderr ：指定了可執(zhí)行程序的標準輸入、標準輸出、標準錯誤文件句柄
4、shell ：代表著程序是否需要在shell上執(zhí)行，當想使用shell的特性時，設(shè)置shell=True，這樣就可以使用shell指令的管道、文件名稱通配符、環(huán)境變量等，不過python也提供了很多類似shell的模塊，如glob、fnmatch、os.walk()、os.path.expandvars()、os.path.expanduser()和shutil。
5、check ：如果check設(shè)置為True，就檢查命令的返回值，當返回值為0時，將拋出AclledProcessError的異常
6、timeout ：設(shè)置超時時間，如果超時則kill掉子進程

1.使用字符串方式執(zhí)行shell命令

[root@localhost python]# vim 1.py
#!/bin/env python3
import subprocess
b=subprocess.run("ls -l /ltp | head -2", shell=True) # 執(zhí)行run方法，并將返回值賦值給b
# total 184980
# -rw-r--r--. 1 root root     10865 May  8 16:21 123.txt

print(b)              # 執(zhí)行該run函數(shù)后返回的CompletedProcess類
# CompletedProcess(args='ls -l /ltp | head -2', returncode=0)

print(b.args)         # 打印出CompletedProcess類的agrs屬性值，就是執(zhí)行的shell命令
# ls -l /ltp | head -2

print(b.returncode)   # 打印命令執(zhí)行的狀態(tài)碼
# 0

結(jié)果展示

[root@localhost python]# ./1.py
total 184980
-rw-r--r--. 1 root root     10865 May  8 16:21 123.txt

CompletedProcess(args='ls -l /ltp | head -2', returncode=0)2

ls -l /ltp | head -2

0

2.使用列表方式執(zhí)行

個人感覺方法二不好用，尤其是想要使用管道符號時，很難用

#!/bin/env python3
import subprocess
b = subprocess.run(["ls", "-l", "/ltp"])
print(b)
print(b.args)
print(b.returncode)

執(zhí)行結(jié)果

[root@localhost python]# ./2.py
total 10865
-rw-r--r--. 1 root root     10865 May  8 16:21 123.txt
CompletedProcess(args=['ls', '-l', '/ltp'], returncode=0)
['ls', '-l', '/ltp']
0

3.捕獲腳本輸出

•  如果需要采集命令執(zhí)行的結(jié)果，可以傳入?yún)?shù)stdout=subprocess.PIPE

[root@localhost python]# cat 3.py
#!/bin/env python3
import subprocess
# 傳入stdout=subprocess.PIPE參數(shù)即可
b=subprocess.run("ls -l /ltp | head -2", shell=True, stdout=subprocess.PIPE)

print(b.stdout)

結(jié)果顯示

[root@localhost python]# ./1.py
b'total 184980 -rw-r--r--. 1 root root     10865 May  8 16:21 123.txt '

4.檢測異常

示例1：模擬renturncode值不為0

傳入?yún)?shù)check=True,當返回值不為0時，就會拋出異常

[root@localhost python]# cat 1.py
#!/bin/env python3
import subprocess
b=subprocess.run("ls -l /123 | head -2 && exit 1", shell=True, stdout=subprocess.PIPE, check=True)
print(b.returncode)

執(zhí)行結(jié)果：返回了CalledProcessError 類型報錯

[root@localhost python]# ./1.py
ls: cannot access /123: No such file or directory
Traceback (most recent call last):
  File "./1.py", line 3, in <module>
    b=subprocess.run("ls -l /123 | head -2 && exit 1", shell=True, stdout=subprocess.PIPE, check=True)
  File "/usr/local/python3/lib/python3.7/subprocess.py", line 487, in run
    output=stdout, stderr=stderr)
subprocess.CalledProcessError: Command 'ls -l /123 | head -2 && exit 1' returned non-zero exit status 1.
# 返回了 CalledProcessError 類型報錯

示例2：模擬執(zhí)行超時

返回 TimeoutExpired 異常

[root@localhost python]# vim 1.py
#!/bin/env python3
import subprocess

b=subprocess.run("while 2>1;do sleep 1;done",timeout=3, shell=True, stdout=subprocess.PIPE, check=True)

print(b.returncode)

顯示結(jié)果

[root@localhost python]# ./1.py
Traceback (most recent call last):
  File "/usr/local/python3/lib/python3.7/subprocess.py", line 474, in run
    stdout, stderr = process.communicate(input, timeout=timeout)
  File "/usr/local/python3/lib/python3.7/subprocess.py", line 939, in communicate
    stdout, stderr = self._communicate(input, endtime, timeout)
  File "/usr/local/python3/lib/python3.7/subprocess.py", line 1682, in _communicate
    self._check_timeout(endtime, orig_timeout)
  File "/usr/local/python3/lib/python3.7/subprocess.py", line 982, in _check_timeout
    raise TimeoutExpired(self.args, orig_timeout)
subprocess.TimeoutExpired: Command 'while 2>1;do sleep 1;done' timed out after 3 seconds

During handling of the above exception, another exception occurred:

Traceback (most recent call last):
  File "./1.py", line 3, in <module>
    b=subprocess.run("while 2>1;do sleep 1;done",timeout=3, shell=True, stdout=subprocess.PIPE, check=True)
  File "/usr/local/python3/lib/python3.7/subprocess.py", line 479, in run
    stderr=stderr)
subprocess.TimeoutExpired: Command 'while 2>1;do sleep 1;done' timed out after 3 seconds

2、Popen類

1.初步認識Popen類

首先來看一下Popen類的構(gòu)造函數(shù)

class 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
):

參數(shù) 字符串或列表bufsize0 : 無緩沖

2.Popen的使用方法

1、subprocess.Popen([“cat”, “abc.txt”])
2、subprocess.Popen(“cat abc.txt”, shell=True)

上面的第二種其實就相當于：subprocess.Popen(["/bin/bash", “-c”, “cat abc.txt”])

示例：

[root@localhost python]# cat 3.py
#!/bin/env python3
import subprocess
obj = subprocess.Popen("ls -l /ltp",
                       shell=True,
                       stdin=subprocess.PIPE,
                       stdout=subprocess.PIPE,
                       stderr=subprocess.PIPE,
                       universal_newlines=True)
error_info = obj.stderr.read()
out_info = obj.stdout.read()
result = out_info + error_info
print(result)

[root@localhost python]# ./3.py
total 184980
-rw-r--r--. 1 root root     10865 May  8 16:21 123.txt
-rw-r--r--. 1 root root       802 Apr 21 09:42 ab.sh
drwxr-xr-x. 3 root root       101 Apr  1 18:34 auth
-rw-r--r--. 1 root root   5242880 Mar 18 13:20 bigfile
-rwxrwxrwx. 1 root root      1392 Feb  5 09:24 dingding.sh

Popen類的對象方法

補充：其他方法

1、subeprocess.call(*args,**kwargs): call()方法調(diào)用Popen()執(zhí)行程序，并且等待它執(zhí)行完成
2、subpeocess.check_call(*args, **kwargs): 調(diào)用上面的call()，如果返回值非零，返回異常
3、subprocess.check_output(*args, **kwargs) : 調(diào)用Popen()執(zhí)行程序，并返回標準輸出

二、補充os模塊執(zhí)行外部命令

1、os.system()方法

示例：

[root@localhost python]# cat 4.py
#!/bin/env python3
import os
# 變量ret接收命令執(zhí)行后的返回值
ret = os.system('ls -l /ltp |head -2')
print("
執(zhí)行成功" if ret == 0 else "
執(zhí)行失敗")

執(zhí)行結(jié)果

[root@localhost python]# ./4.py
total 184980
-rw-r--r--. 1 root root     10865 May  8 16:21 123.txt

執(zhí)行成功

2、os.popen()用法

與subprocess.Popen()類似，就不寫了

補充：subprocess.run()和subprocess.Popen()的執(zhí)行結(jié)果是寫入到緩存的，可以執(zhí)行結(jié)束后打印結(jié)果，不會實時在終端輸出；而os.system()是實時輸出到終端界面的；

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