调用外部进程的几种方法

在 Python 中调用外部进程是很常见的需求，以下为几种常见的方法。
os.system
这个方法实际上调用的是系统的 C 函数 system(), 命令以字符串的形式传入，在系统子 shell 中执行，和在真实的 shell 执行一致。
优点：可以利用 shell 的管道和重定向等特性来实现比较复杂的命令。
import os


# 使用管道获取所有java进程并强制杀掉
os.system('ps -ef|grep java|cut -c 9-15|xargs kill -9')


# 获取当前目录下所有png图片文件名并重定向到png_list.txt中
os.system('ls *.png > png_list.txt')
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缺点：外部进程的输出无法被 python 代码捕获，system 函数只返回一个 exit status，此外作为命令传入的字符串必须是有效的命令，否则会出现意想不到的结果。
os.popen
与上一种不同的是，os.popen 会开辟一个管道并将输出通过一个 file-like 的对象返回给调用者，类似 python 中文件操作方法 open 一样。
import os


with os.popen('ls *.png', mode='r') as res:
    result = res.read()
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subprocess.Popen
这个是 python 自带库 subprocess 中的 Popen 类，作为 os.popen 的替代，拥有更多可选参数。
import subprocess


# 当 shell=True 时，POSIX 类系统默认会调用 /bin/sh 来执行传入的命令
result = subprocess.Popen(['ls', '-l'], shell=True, stdout=subprocess.PIPE).stdout.read()
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subprocess.call
这个函数拥有类似 Popen 类的可选参数，但是会等待子进程运行完毕再返回一个返回码。
import subprocess


return_code = subprocess.call(['ls', '-l'], shell=True)
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subprocess.run
这个函数在 python3.5 及以后的版本可用，有几个非常有用的参数可选，该函数返回的是一个 CompletedProcess 对象，通过该对象可以获取标准输入和输出。
import subprocess


# 在shell中执行并获取标准输出和错误
result = subprocess.run(['ls', '-l'], stdout=subprocess.PIPE, stderr=subprocess.PIPE)
# 可以配合 shlex 库分割指令字符串
# subprocess.run(shlex.split('ls -l))
print(result.stdout)
print(result.stderr)


# 对返回值进行检查, 如果子程序返回错误那么抛出一个CalledProcessError的异常
result = subprocess.run(['ls', '-l'],check=True)


# 给子程序加上超时限制, 如果超时, 向上抛出TimeoutExpired异常, 在项目中控制外部进程用时是比较好的习惯
result = subprocess.run(['sleep', '5'], timeout=3)
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fabric.operations
from fabric import operations


res = operations.local('ls -l', capture=True)


# 在远程服务器上执行命令，但需要提前配置好登陆信息
res = operations.run('cmd')
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第三方模块 sh
其通过动态解析 $PATH 来执行二进制命令，执行并不是 Python 类或函数，而是用 python 包装了系统 PATH 中的可执行命令，也就是说系统路径中所有命令都是可以执行的。
# 安装
pip install sh


# 执行各种系统命令
sh.ls('-l', '/data')
sh.ifconfig()


# 使用管道，并获取返回值
count = sh.wc(sh.ls('-l'), '-l')


# 甚至可以使用子命令
sh.git.status()


# 将命令放在后台运行
p = sh.find('-name', 'sh.py', _bg=True)
# 干其他事
p.wait()
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总结
个人优先推荐官方库中的 subprocess 模块中的 run 函数，简单易用。


作者：kivenckl
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来源：掘金
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