概述

python中一般推薦的執(zhí)行shell命令行的方式有兩種，os.popen與subprocess.Popen。本文(python 3.7環(huán)境)說明下兩者的使用，關(guān)聯(lián)與差異。

os.popen

os.popen的函數(shù)簽名比較簡單：

def popen(cmd, mode="r", buffering=-1):

其中?cmd?必須為 string 類型，mode只能為 r?或者 w，buffering參數(shù)與內(nèi)建函數(shù) open?一致，就不敘述了。

其返回值為 stdin?或者 stdout的wrapper，wrapper中實(shí)現(xiàn)了迭代特性，因此可以使用像普通文件對象一樣遍歷內(nèi)容。

import os

dirs = os.popen('dir')

[dir for dir in dirs]

從參數(shù)上看，popen只支持單工通信(read mode?或 write mode)。

從內(nèi)部實(shí)現(xiàn)上來說，os.popen內(nèi)部調(diào)用了?subprocess.Popen函數(shù)，調(diào)用如下：

if mode == "r":

????proc = subprocess.Popen(cmd, shell=True, stdout=subprocess.PIPE, bufsize=buffering)

????return _wrap_close(io.TextIOWrapper(proc.stdout), proc)

else:

????proc = subprocess.Popen(cmd, shell=True, stdin=subprocess.PIPE, bufsize=buffering)

????return _wrap_close(io.TextIOWrapper(proc.stdin), proc)

關(guān)于?subprocess.Popen?中的?shell 參數(shù)與 stdin/stdout參數(shù)我們會在后面分析。

subprocess.Popen

Popen是一個類，并不是一個函數(shù)。內(nèi)部實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜，隔離了操作系統(tǒng)的差異。

def __init__(self, args, bufsize=-1, executable=None, stdin=None, stdout=None, stderr=None, preexec_fn=None, close_fds=True, shell=False, cwd=None, env=None, universal_newlines=None, startupinfo=None, creationflags=0, restore_signals=True, start_new_session=False, pass_fds=(), *, encoding=None, errors=None, text=None):

其構(gòu)造函數(shù)相當(dāng)復(fù)雜，我們逐步進(jìn)行解析。

這些參數(shù)中，部分分屬不同的操作系統(tǒng)，Popen會做簡單檢查后再進(jìn)行下一步處理。

posix：preexec_fn

windows：startupinfo，createionflag

這些參數(shù)如果熟悉windows與Liunx創(chuàng)建進(jìn)程的API，應(yīng)該不會有什么疑問，具體可以查看?MSDN?與?man?手冊。

args就是我們的命令行參數(shù)了，args可以是一個string，也可以是一個list。如果是一個srting的話，Popen內(nèi)部會將其轉(zhuǎn)換成 list。

bufsize?與 os.popen的 buffering參數(shù)含義相同

executable?參數(shù)指的是需要運(yùn)行的可執(zhí)行文件，如果?這個參數(shù)不等于None，那么 args就作為參數(shù)傳遞給executable所指向的可執(zhí)行文件。executable會受到shell參數(shù)的影響，后續(xù)我們會分析到。

stdin/stdout/strerr?主要用于輸入輸出的重定向功能。實(shí)參可以是?PIPE/DEVNULL/文件描述符/文件對象/None。

熟悉linux編程的朋友應(yīng)該都知道PIPE與devnull。如果輸入PIPE，那么Popen會在父進(jìn)程與子進(jìn)程之間創(chuàng)建輸入輸出的pipe用于相互通信。

如果實(shí)參是已經(jīng)打開的?文件描述符或文件對象時，那么輸入輸出就會重定向到相應(yīng)的文件中。

如果實(shí)參等于?None，那么直接使用?標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出接口。

注意?bufsize?參數(shù)是針對 stdin/stdout/stderr?的緩沖設(shè)置。

preexec_fn?參數(shù)只有在 posix環(huán)境中才有用。在?child_exec?執(zhí)行到?exec*?函數(shù)前會執(zhí)行?result = PyObject_Call(preexec_fn, preexec_fn_args_tuple, NULL);?作用顯而易見，在child exec之前設(shè)置一個回調(diào)函數(shù)，在這個特殊的時機(jī)做一些特殊的操作。

close_fds?這個參數(shù)感覺在posix環(huán)境中更有意義一些，如果設(shè)置為True，相當(dāng)于為0，1，2以外的文件設(shè)置了?CLOSEXEC?標(biāo)志。在windows中則將默認(rèn)的文件繼承屬性設(shè)置為FALSE。

pass_fds 用于在父子進(jìn)程間傳遞文件句柄。在posix中，如果pass_fds不為None，那么close_fds必須為True。也就是說pass_fds中的句柄會被關(guān)掉。

查看源碼的時候發(fā)現(xiàn)比較奇怪的地方，在posix中，pass_fds?設(shè)置完繼承屬性后，如果close_fds為True，那么所有的句柄都會被關(guān)掉，那么pass_fds還能正常繼承到子進(jìn)程中嗎？這里需要測試一下。

cwd是個人所共知的參數(shù)，不細(xì)說。只是要注意 cwd?會影響py腳本的查找與執(zhí)行。

restore_signals參數(shù)也是在posix中作用比較大，因?yàn)閣indows中信號功能實(shí)在太弱。具體功能就是將 SIGPIPE/SIGXFZ/SIGXFSZ?由SIG_IGN設(shè)置成?SIG_DFL。具體可以參考任意的linux參考書。

start_new_session?應(yīng)該只能在posix中使用，如果設(shè)置為True，那么子進(jìn)程在執(zhí)行過程中會調(diào)用 setsid，開啟一個新的會話。

env簡單，忽略不講。

encoding/errors/universal_newline/text都是與 stdin/stdout/stderr相關(guān)的參數(shù)。

結(jié)語

os.popen的參數(shù)簡單，使用方便；subprocess.Popen參數(shù)復(fù)雜，能實(shí)現(xiàn)精細(xì)控制。并且os.popen只能用于單工環(huán)境，即重定向stdin或者stdout文件，但是subprocess.Popen可以實(shí)現(xiàn) 0/1/2?三個描述符同時重定向。