python之执行shell命令的几种方法
这里介绍python执行shell命令的几种方法以及它们之间的区别。
方法1： os.system()方法
函数原型：
# os.system()是阻塞式的
os.system(command)
windows系统下返回值为退出状态码，状态码为0表示执行成功，其它值表示执行不成功；
Linux系统下，返回值是16bit的整数，高8bit表示退出码，低8bit表示结束进程的pid。
例子：
import os
result = os.system('ls .')
print(result)
# 执行结果为：列出当前文件夹文件，返回值result=0表示执行成功
注意事项：
os.system() 在执行system函数执行时会创建一个子进程执行命令，等子进程结束后才会返回到主进程中继续执行（即阻塞式的），同时子进程的执行结果无法影响主进程。
os.system改造为非阻塞形式的方法：
# linux平台加上运算符&，意思是将命令放在后台执行
os.system('python test.py &')
# window平台。可使用DOS的start命令
os.system('start python test.py ')
os.system执行多条命令的方法：
# 如下例子是进入test文件夹，查看其中的文件列表，如下写法是错误的，因为子进程的执行结果无法影响主进程。
os.system("cd test")
os.system("ls .")
# 正确的写法如下,将命令放到同一个进程中执行。
os.system("cd test && ls .")
方法2： os.popen()方法
函数原型：
# os.popen()是非阻塞式的
os.popen(cmd, mode='r', buffering=-1)
# 参数说明：
# Command：调用的命令；
# mode： 模式权限可以是 'r'(默认) 或 'w', 但不能同时读写；
# bufsize 文件需要的缓冲大小 0无缓冲 1行缓冲 其它正值以字节为单位 负值使用系统默认值。
这种调用方式是通过管道的方式来实现，函数返回一个文件对象，可以对这个文件对象进行相关操作。
例子：
import os
f = os.popen('ls .')
lines = f.readlines()
print(lines) # 打印文件内容
f.close() # 关闭文件对象
推荐使用with-as方法，这样不需要显示的写f.close()了
import os
command = 'ls .'
with os.popen(command, "r") as f:
r = f.read()
注意事项：
os.popen()是非阻塞式的，可以通过使用read()或readlines()对返回的文件对象进行阻塞式读，从而产生阻塞式的效果。另外要注意，如果命令执行无法退出或进入交互模式，这种“读”将形成完全阻塞的情况，表现的像程序卡住了。
# p保存command执行后的输出
p = os.popen('ls .').read()
方法3： 使用commands模块
注意：python 3.0 之后移除此命令，使用 subprocess代替
这里还是大概列一下。
| 函数 | 用途 |
|---|---|
| commands.getoutput(cmd) | 返回Shell命令的输出内容，忽略返回值 |
| commands.getstatusoutput(cmd) | 返回一个元组（status，output），status 代表的 shell 命令的返回状态，如果成功的话是 0；output 是 shell 的返回的结果 |
| commands.getstatus(file) | 返回 ls -ld file 执行的结果（返回值很奇怪），该函数已被 Python 丢弃，不建议使用 |
方法4： 使用subprocess模块
subprocess模块功能最为强大，是官方最推荐的做法，可以替代上述方法1-3。
以下的表和文字描述来自于参考3，写得较清晰，我就不必再次整理了。
subprocess模块常用方法：
| 函数 | 用途 |
|---|---|
| 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)，同样是阻塞式的 |
| 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() |
函数细节：
1 subprocess.run()
函数原型：
# 执行args命令，返回值为CompletedProcess类；
# 若未指定stdout，则命令执行后的结果输出到屏幕上，函数返回值CompletedProcess中包含有args和returncode；
# 若指定有stdout，则命令执行后的结果输出到stdout中，函数返回值CompletedProcess中包含有args、returncode和stdout；
# 若执行成功，则returncode为0；若执行失败，则returncode为1；
# 若想获取args命令执行后的输出结果，命令为：output = subprocess.run(args, stdout=subprocess.PIPE).stdout
subprocess.run(args[, stdout, stderr, shell ...])
2 subprocess.call()
函数原型：
# 执行args命令，返回值为命令执行状态码；
# 若未指定stdout，则命令执行后的结果输出到屏幕；
# 若指定stdout，则命令执行后的结果输出到stdout；
# 若执行成功，则函数返回值为0；若执行失败，则函数返回值为1；
#（类似os.system）
subprocess.call(args[, stdout, ...])
3 subprocess.check_call()
函数原型：
# 执行args命令，返回值为命令执行状态码；
# 若未指定stdout，则命令执行后的结果输出到屏幕；
# 若指定stdout，则命令执行后的结果输出到stdout；
# 若执行成功，则函数返回值为0；若执行失败，抛出异常；
#（类似subprocess.run(args, check=True)）
subprocess.check_call(args[, stdout, ...])
4 subprocess.check_output()
函数原型：
# 执行args命令，返回值为命令执行的输出结果；
# 若执行成功，则函数返回值为命令输出结果；若执行失败，则抛出异常；
#（类似subprocess.run(args, check=True, stdout=subprocess.PIPE).stdout）
subprocess.check_output(args[, stderr, ...])
其中的入参：
- args：启动进程的参数，默认为字符串序列（列表或元组），也可为字符串（设为字符串时一般需将shell参数赋值为True）；
- shell：shell为True，表示args命令通过shell执行，则可访问shell的特性；
- check：check为True时，表示执行命令的进程以非0状态码退出时会抛出；subprocess.CalledProcessError异常；check为False时，状态码为非0退出时不会抛出异常；
- stdout、stdin、stderr：分别表示程序标准标输出、输入、错误信息；run函数返回值为CompletedProcess类，若需获取执行结果，可通过获取返回值的stdout和stderr来捕获； check_output函数若需捕获错误信息，可通过stderr=subprocess.STDOUT来获取；
例子：
见参考4，例子举得比较好，这里不再copy了。
总结
摘抄自参考3：
那么我们到底该用哪个模块、哪个函数来执行命令与系统及系统进行交互呢？总结如下：
- 首先，Python2.4版本引入了subprocess模块用来替换os.system()、os.popen()、os.spawn*()等函数以及commands模块；如果是Python 2.4及以上的版本就应该使用subprocess模块了。
- 如果你的应用使用的Python 2.4以上，但是是Python 3.5以下的版本，Python官方给出的建议是使用subprocess.call()函数。Python 2.5中新增了一个subprocess.check_call()函数，Python 2.7中新增了一个subprocess.check_output()函数，这两个函数也可以按照需求进行使用。
- 如果你的应用使用的是Python 3.5及以上的版本，Python官方给出的建议是尽量使用subprocess.run()函数。
- 当subprocess.call()、subprocess.check_call()、subprocess.check_output()和subprocess.run()这些高级函数无法满足需求时，我们可以使用subprocess.Popen类来实现我们需要的复杂功能。
参考：
