python的subprocess模块

　　1 os与commands模块

　　2 subprocess模块

　　3 subprocess.Popen类

　　我们几乎可以在任何操作系统上通过命令行指令与操作系统进行交互，比如Linux平台下的shell。

　　那么我们如何通过Python来完成这些命令行指令的执行呢?另外，我们应该知道的是命令行指令的

　　执行通常有两个我们比较关注的结果：

　　1 命令执行的状态码--表示命令执行是否成功

　　2 命令执行的输出结果--命令执行成功后的输出

　　早期的Python版本中，我们主要是通过os.system()、os.popen().read()等函数来执行命令行指令的，另外还有一个很少使用的commands模块。

　　但是从Python 2.4开始官方文档中建议使用的是subprocess模块，所以os模块和commands模块的相关函数在这里只提供一个简单的使用示例，我们重要要介绍的是subprocess模块。

　　一、os与commands模块

　　Python中提供了以下几个函数来帮助我们完成命令行指令的执行：

　　函数名 描述

　　os.system(command) 返回命令执行状态码，而将命令执行结果输出到屏幕

　　os.popen(command).read() 可以获取命令执行结果，但是无法获取命令执行状态码

　　commands.getstatusoutput(command) 返回一个元组(命令执行状态码, 命令执行结果)

　　os.popen(command)函数得到的是一个文件对象，因此除了read()方法外还支持write()等方法，具体要根据command来定;

　　commands模块只存在于Python 2.7中，且不支持windows平台，因此commands模块很少被使用。另外，commands模块实际上也是通过对os.popen()的封装来完成的。

　　import os

　　retcode = os.system('dir')

　　import os

　　ret = os.popen('dir').read()

　　print(ret)

　　需要注意的是commands模块不支持windows平台，因此该实例是在Linux平台下执行的

　　import os

　　os.system('ls')

　　import commands

　　retcode, ret = commands.getstatusoutput('ls -l')

　　retcode

　　0

　　print(ret)

　　通过查看commands模块提供的属性可知，它也提供了单独获取命令执行状态码和执行结果的函数，如下所示：

　　dir(commands)

　　['__all__', '__builtins__', '__doc__', '__file__', '__name__', '__package__', 'getoutput', 'getstatus', 'getstatusoutput', 'mk2arg', 'mkarg']

　　subprocess – 创建附加进程 ，subprocess是Python 2.4中新增的一个模块，它允许你生成新的进程，连接到它们的 input/output/error 管道，并获取它们的返回(状态)码。

　　subprocess模块提供了一种一致的方法来创建和处理附加进程,与标准库中的其它模块相比，提供了一个更高级的接口。用于替换如下模块：

　　os.system() , os.spawnv() , os和popen2模块中的popen()函数，以及 commands().

　　1. subprocess模块中的常用函数

　　函数 描述

　　subprocess.run() Python 3.5中新增的函数。执行指定的命令，等待命令执行完成后返回一个包含执行结果的CompletedProcess类的实例。

　　subprocess.call() 执行指定的命令，返回命令执行状态，其功能类似于os.system(cmd)。

　　subprocess.check_call() Python 2.5中新增的函数。 执行指定的命令，如果执行成功则返回状态码，否则抛出异常。其功能等价于subprocess.run(..., check=True)。

　　subprocess.check_output() Python 2.7中新增的的函数。执行指定的命令，如果执行状态码为0则返回命令执行结果，否则抛出异常。

　　subprocess.getoutput(cmd) 接收字符串格式的命令，执行命令并返回执行结果，其功能类似于os.popen(cmd).read()和commands.getoutput(cmd)。

　　subprocess.getstatusoutput(cmd) 执行cmd命令，返回一个元组(命令执行状态, 命令执行结果输出)，其功能类似于commands.getstatusoutput()。

　　说明：

　　在Python 3.5之后的版本中，官方文档中提倡通过subprocess.run()函数替代其他函数来使用

　　subproccess模块的功能;

　　在Python 3.5之前的版本中，我们可以通过subprocess.call()，subprocess.getoutput()等上面列出的其他函数来使用subprocess模块的功能;

　　subprocess.run()、subprocess.call()、subprocess.check_call()和subprocess.check_output()都是通过对subprocess.Popen的封装来实现的高级函数，因此如果我们需要更复杂功能时，可以通过subprocess.Popen来完成。

　　subprocess.getoutput()和subprocess.getstatusoutput()函数是来自Python 2.x的commands模块的两个遗留函数。它们隐式的调用系统shell，并且不保证其他函数所具有的安全性和异常处理的一致性。另外，它们从Python 3.3.4开始才支持Windows平台。

　　函数参数列表：

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

　　subprocess.call(args, *, stdin=None, stdout=None, stderr=None, shell=False, timeout=None)

　　subprocess.check_call(args, *, stdin=None, stdout=None, stderr=None, shell=False, timeout=None)

　　subprocess.check_output(args, *, stdin=None, stderr=None, shell=False, universal_newlines=False, timeout=None)

　　subprocess.getstatusoutput(cmd)

　　subprocess.getoutput(cmd)

　　参数说明：

　　args： 要执行的shell命令，默认应该是一个字符串序列，如['df', '-Th']或('df', '-Th')，也可以是一个字符串，如'df -Th'，但是此时需要把shell参数的值置为True。

　　shell： 如果shell为True，那么指定的命令将通过shell执行。如果我们需要访问某些shell的特性，如管道、文件名通配符、环境变量扩展功能，这将是非常有用的。当然，python本身也提供了许多类似shell的特性的实现，如glob、fnmatch、os.walk()、os.path.expandvars()、os.expanduser()和shutil等。

　　check： 如果check参数的值是True，且执行命令的进程以非0状态码退出，则会抛出一个CalledProcessError的异常，且该异常对象会包含 参数、退出状态码、以及stdout和stderr(如果它们有被捕获的话)。

　　stdout, stderr：

　　run()函数默认不会捕获命令执行结果的正常输出和错误输出，如果我们向获取这些内容需要传递subprocess.PIPE，然后可以通过返回的CompletedProcess类实例的stdout和stderr属性或捕获相应的内容;

　　call()和check_call()函数返回的是命令执行的状态码，而不是CompletedProcess类实例，所以对于它们而言，stdout和stderr不适合赋值为subprocess.PIPE;

　　check_output()函数默认就会返回命令执行结果，所以不用设置stdout的值，如果我们希望在结果中捕获错误信息，可以执行stderr=subprocess.STDOUT。

　　input： 该参数是传递给Popen.communicate()，通常该参数的值必须是一个字节序列，如果universal_newlines=True，则其值应该是一个字符串。

　　universal_newlines： 该参数影响的是输入与输出的数据格式，比如它的值默认为False，此时stdout和stderr的输出是字节序列;当该参数的值设置为True时，stdout和stderr的输出是字符串。

　　3. subprocess.CompletedProcess类介绍

　　需要说明的是，subprocess.run()函数是Python3.5中新增的一个高级函数，其返回值是一个subprocess.CompletedPorcess类的实例，因此，subprocess.completedPorcess类也是Python 3.5中才存在的。它表示的是一个已结束进程的状态信息，

　　它所包含的属性如下：

　　args： 用于加载该进程的参数，这可能是一个列表或一个字符串

　　returncode： 子进程的退出状态码。通常情况下，退出状态码为0则表示进程成功运行了;一个负值-N表示这个子进程被信号N终止了

　　stdout： 从子进程捕获的stdout。这通常是一个字节序列，如果run()函数被调用时指定

　　universal_newlines=True，则该属性值是一个字符串。如果run()函数被调用时指定

　　stderr=subprocess.STDOUT，那么stdout和stderr将会被整合到这一个属性中，且stderr将会为None

　　stderr： 从子进程捕获的stderr。它的值与stdout一样，是一个字节序列或一个字符串。如果stderr灭有被捕获的话，它的值就为None

　　check_returncode()： 如果returncode是一个非0值，则该方法会抛出一个CalledProcessError异常。

　　subprocess.run()

　　subprocess.run(["ls", "-l"]) # doesn't capture output

　　CompletedProcess(args=['ls', '-l'], returncode=0)

　　subprocess.run("exit 1", shell=True, check=True)

　　Traceback (most recent call last):

　　...

　　subprocess.CalledProcessError: Command 'exit 1' returned non-zero exit status 1

　　subprocess.run(["ls", "-l", "/dev/null"], stdout=subprocess.PIPE)

　　CompletedProcess(args=['ls', '-l', '/dev/null'], returncode=0,

　　stdout=b'crw-rw-rw- 1 root root 1, 3 Jan 23 16:23 /dev/null\n')

　　subprocess.call()

　　subprocess.call(['ls', '-l'])

　　总用量 160

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　　0

　　subprocess.call('ls -l', shell=True)

　　总用量 160

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　　0

　　subprocess.call(['ls', '-l'], stdout=subprocess.DEVNULL)

　　0

　　subprocess.call(['ls', '-l', '/test'])

　　ls: 无法访问/test: 没有那个文件或目录

　　2

　　suprocess.check_call()

　　subprocess.check_call(['ls', '-l'])

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　　0

　　subprocess.check_call('ls -l', shell=True)

　　总用量 160

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　　0

　　subprocess.check_call('ls -l /test', shell=True)

　　ls: 无法访问/test: 没有那个文件或目录

　　Traceback (most recent call last):

　　File "", line 1, in

　　File "/usr/lib/python3.4/subprocess.py", line 557, in check_call

　　raise CalledProcessError(retcode, cmd)

　　subprocess.CalledProcessError: Command 'ls -l /test' returned non-zero exit status 2

　　sbuprocess.check_output()

　　ret = subprocess.check_output(['ls', '-l'])

　　print(ret)

　　b' \xe5\x85\xac\xe5\x85\xb1\xe7\x9a\x84\ndrwxr-xr-x 2 wader wader 4096 12\xe6\x9c\x88 7 2015 \xe6\xa8\xa1\xe6\x9d\xbf\ndrwxr-xr-x 2 wader wader 4096 12\xe6\x9c\x88 7 2015 \xe8\xa7\x86\xe9\xa2\x91\ndrwxr-xr-x 2 wader wader 4096 12\xe6\x9c\x88 7 2015 \xe5\x9b\xbe\xe7\x89\x87\ndrwxr-xr-x 2 wader wader 4096 12\xe6\x9c\x88 7 2015 \xe6\x96\x87\xe6\xa1\xa3\ndrwxr-xr-x 2 wader wader 4096 4\xe6\x9c\x88 13 2016 \xe4\xb8\x8b\xe8\xbd\xbd\ndrwxr-xr-x 2 wader wader 4096 12\xe6\x9c\x88 7 2015 \xe9\x9f\xb3\xe4\xb9\x90\ndrwxr-xr-x 7 wader wader 4096 5\xe6\x9c\x88 26 2016 \xe6\xa1\x8c\xe9\x9d\xa2\n'

　　ret = subprocess.check_output(['ls', '-l'], universal_newlines=True)

　　print(ret)

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　　subprocess.getoutput()与subprocess.getstatusoutput()

　　ret = subprocess.getoutput('ls -l')

　　print(ret)

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　　retcode, output = subprocess.getstatusoutput('ls -l')

　　print(retcode)

　　0

　　print(output)

　　总用量 160

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　　retcode, output = subprocess.getstatusoutput('ls -l /test')

　　print(retcode)

　　2

　　print(output)

　　ls: 无法访问/test: 没有那个文件或目录

　　1. 运行外部命令

　　subprocess.call(command) 方法

　　subprocess的call方法可以用于执行一个外部命令，但该方法不能返回执行的结果，只能返回执行的状态码： 成功(0) 或 错误(非0)

　　subprocess.call()：执行命令，并返回执行状态，其中shell参数为False时，命令需要通过列表的方式传入，当shell为True时，可直接传入命令

　　call()方法中的command可以是一个列表，也可以是一个字符串，作为字符串时需要用原生的shell来执行：

　　import subprocess

　　#执行 df -hl 命令

　　#方法1：

　　subprocess.call(['ls','-l'])

　　total 8

　　drwxrwxr-x 4 ws ws 4096 Nov 25 13:50 MonitorSystem

　　drwxrwxr-x 2 ws ws 4096 Feb 19 10:09 tmp

　　0

　　#方法2：

　　subprocess.call("ls -l",shell=True)

　　total 8

　　drwxrwxr-x 4 ws ws 4096 Nov 25 13:50 MonitorSystem

　　drwxrwxr-x 2 ws ws 4096 Feb 19 10:09 tmp

　　0

　　如上实例所示，虽然我们能看到执行的结果，但实际获取的值只是状态码

　　output = subprocess.call("ls -l",shell=True)

　　total 8

　　drwxrwxr-x 4 ws ws 4096 Nov 25 13:50 MonitorSystem

　　drwxrwxr-x 2 ws ws 4096 Feb 19 10:09 tmp

　　print(output)

　　0

　　a = subprocess.call(['df','-hT'],shell=False)

　　Filesystem Type Size Used Avail Use% Mounted on

　　/dev/sda2 ext4 94G 64G 26G 72% /

　　tmpfs tmpfs 2.8G 0 2.8G 0% /dev/shm

　　/dev/sda1 ext4 976M 56M 853M 7% /boot

　　a = subprocess.call('df -hT',shell=True)

　　Filesystem Type Size Used Avail Use% Mounted on

　　/dev/sda2 ext4 94G 64G 26G 72% /

　　tmpfs tmpfs 2.8G 0 2.8G 0% /dev/shm

　　/dev/sda1 ext4 976M 56M 853M 7% /boot

　　print a

　　0

　　subprocess.check_call()：用法与subprocess.call()类似，区别是，当返回值不为0时，直接抛出异常

　　subprocess.check_call() 方法 我们说过call执行返回一个状态码,我们可以通过check_call()函数来检测命令的执行结果，如果不成功将返回 subprocess.CalledProcessError 异常

　　try:

　　subprocess.check_call("ls -t", shell=True)

　　except subprocess.CalledProcessError as err:

　　print("Command Error")

　　/bin/sh: lt: command not found

　　Command Error

　　a = subprocess.check_call('df -hT',shell=True)

　　Filesystem Type Size Used Avail Use% Mounted on

　　/dev/sda2 ext4 94G 64G 26G 72% /

　　tmpfs tmpfs 2.8G 0 2.8G 0% /dev/shm

　　/dev/sda1 ext4 976M 56M 853M 7% /boot

　　print a

　　0

　　a = subprocess.check_call('dfdsf',shell=True)

　　/bin/sh: dfdsf: command not found

　　Traceback (most recent call last):

　　File "", line 1, in

　　File "/usr/lib64/python2.6/subprocess.py", line 502, in check_call

　　raise CalledProcessError(retcode, cmd)

　　subprocess.CalledProcessError: Command 'dfdsf' returned non-zero exit status 127

　　subprocess.check_output()：用法与上面两个方法类似，区别是，如果当返回值为0时，直接返回输出结果，如果返回值不为0，直接抛出异常。需要说明的是，该方法在python3.x中才有。

　　call()方法启动的进程，其标准输入输出会绑定到父进程的输入和输出。调用程序无法获取命令的输出结果。但可以通过check_output()方法来捕获输出。

　　output=subprocess.check_output("ls -l",shell=True)

　　output

　　b'total 8\ndrwxrwxr-x 4 ws ws 4096 Nov 25 13:50 MonitorSystem\ndrwxrwxr-x 2 ws ws 4096 Feb 19 10:09 tmp\n'

　　print(output.decode('utf-8'))

　　total 8

　　drwxrwxr-x 4 ws ws 4096 Nov 25 13:50 MonitorSystem

　　drwxrwxr-x 2 ws ws 4096 Feb 19 10:09 tmp

　　以下例子将chek_output()方法执行命令异常时的错误捕获，而避免输出到控制台.

　　try:

　　output = subprocess.check_output("lT -l", shell=True, stderr=subprocess.STDOUT)

　　except subprocess.CalledProcessError as err:

　　print("Command Error", err)

　　# 执行结果

　　Command Error Command 'lT -l' returned non-zero exit status 127

　　直接处理管道

　　subprocess.Popen()方法

　　函数call(), check_call() 和 check_output() 都是Popen类的包装器。直接使用Popen会对如何运行命令以及如何处理其输入输出有更多控制。如通过为stdin, stdout和stderr传递不同的参数。

　　subprocess.Popen()：

　　在一些复杂场景中，我们需要将一个进程的执行输出作为另一个进程的输入。在另一些场景中，我们需要先进入到某个输入环境，然后再执行一系列的指令等。这个时候我们就需要使用到suprocess的Popen()方法。该方法有以下参数：

　　args：shell命令，可以是字符串，或者序列类型，如list,tuple。

　　bufsize：缓冲区大小，可不用关心

　　stdin,stdout,stderr：分别表示程序的标准输入，标准输出及标准错误

　　shell：与上面方法中用法相同

　　cwd：用于设置子进程的当前目录

　　env：用于指定子进程的环境变量。如果env=None，则默认从父进程继承环境变量

　　universal_newlines：不同系统的的换行符不同，当该参数设定为true时，则表示使用\n作为换行符

　　示例1，在/root下创建一个suprocesstest的目录：

　　a = subprocess.Popen('mkdir subprocesstest',shell=True,cwd='/root')

　　示例2，使用python执行几个命令：

　　import subprocess

　　obj = subprocess.Popen(["python"], stdin=subprocess.PIPE, stdout=subprocess.PIPE, stderr=subprocess.PIPE)

　　obj.stdin.write('print 1 \n')

　　obj.stdin.write('print 2 \n')

　　obj.stdin.write('print 3 \n')

　　obj.stdin.write('print 4 \n')

　　obj.stdin.close()

　　cmd_out = obj.stdout.read()

　　obj.stdout.close()

　　cmd_error = obj.stderr.read()

　　obj.stderr.close()

　　print cmd_out

　　print cmd_error

　　也可以使用如下方法：

　　import subprocess

　　obj = subprocess.Popen(["python"], stdin=subprocess.PIPE, stdout=subprocess.PIPE, stderr=subprocess.PIPE)

　　obj.stdin.write('print 1 \n')

　　obj.stdin.write('print 2 \n')

　　obj.stdin.write('print 3 \n')

　　obj.stdin.write('print 4 \n')

　　out_error_list = obj.communicate()

　　print out_error_list

　　示例3，将一个子进程的输出，作为另一个子进程的输入：

　　import subprocess

　　child1 = subprocess.Popen(["cat","/etc/passwd"], stdout=subprocess.PIPE)

　　child2 = subprocess.Popen(["grep","0:0"],stdin=child1.stdout, stdout=subprocess.PIPE)

　　out = child2.communicate()

　　其他方法：

　　import subprocess

　　child = subprocess.Popen('sleep 60',shell=True,stdout=subprocess.PIPE)

　　child.poll() #检查子进程状态

　　child.kill() #终止子进程

　　child.send_signal() #向子进程发送信号

　　child.terminate() #终止子进程

　　与进程的单向通信

　　通过Popen()方法调用命令后执行的结果,可以设置stdout值为PIPE，再调用communicate()获取结果 返回结果为tuple. 在python3中结果为byte类型，要得到str类型需要decode转换一下

　　# 直接执行命令输出到屏幕

　　subprocess.Popen("ls -l",shell=True)

　　total 12

　　drwxrwxr-x 4 ws ws 4096 Nov 25 13:50 MonitorSystem

　　-rw-rw-r-- 1 ws ws 8 Feb 25 10:38 test

　　drwxrwxr-x 2 ws ws 4096 Feb 19 10:09 tmp

　　# 不输出到屏幕,输出到变量

　　proc = subprocess.Popen(['echo','"Stdout"'],stdout=subprocess.PIPE)

　　# communicate返回标准输出或标准出错信息

　　stdout_value = proc.communicate()

　　stdout_value

　　(b'"Stdout"\n', None)

　　proc = subprocess.Popen(['ls','-l'],stdout=subprocess.PIPE)

　　stdout_value = proc.communicate()

　　stdout_value

　　(b'total 8\ndrwxrwxr-x 4 ws ws 4096 Nov 25 13:50 MonitorSystem\ndrwxrwxr-x 2 ws ws 4096 Feb 19 10:09 tmp\n', None)

　　print((stdout_value[0]).decode('utf-8'))

　　total 8

　　drwxrwxr-x 4 ws ws 4096 Nov 25 13:50 MonitorSystem

　　drwxrwxr-x 2 ws ws 4096 Feb 19 10:09 tmp

　　#将结果输出到文件

　　file_handle = open("/home/ws/t.log",'w+')

　　subprocess.Popen("ls -l",shell=True,stdout=file_handle)

　　t.log:

　　drwxrwxr-x 4 ws ws 4096 Nov 25 13:50 MonitorSystem

　　-rw-rw-r-- 1 ws ws 8 Feb 25 10:38 test

　　-rw-rw-r-- 1 ws ws 0 Feb 25 11:24 t.log

　　drwxrwxr-x 2 ws ws 4096 Feb 19 10:09 tmp

　　proc = subprocess.Popen('cat', shell=True, stdin=subprocess.PIPE, stdout=subprocess.PIPE)

　　msg = 'Hello world'.encode('utf-8')

　　# 写入到输入管道

　　proc.stdin.write(msg)

　　11

　　stdout_value = proc.communicate()

　　stdout_value

　　(b'Hello world', None)