Python 可信手拈来写系统脚本，那么在 Python 中调用系统命令应该会比较便捷。所以本文来看看 Python 有几种方式调用系统命令，以及与回味一下其他几种脚本语言的类似操作。简单说来，Python 执行系统命令的方式有四种方式，即
os.system(cmd) (建议用 subprocess 模块)
os.popen(cmd) (Python 3 中还能用，但不推荐使用了)
commands 模块(在 Python 3 中已移除了该模块，基本是不必去了解它)
subprocess 模块(总是上面的矛头全指向它的，重点)
启动一个子进程来执行系统命令，可以获得标准输入，不能获到命令输出, 但可以得到一个状态码
importos
status_code=os.system('cat a.py | grep username')
# username = input("Username:")它是调用 C 函数 system(), 命令直接输出到终端，它返回的错误状态码与直接执行命令的值可能不一样
建立一个到命令的管道，可以捕获到命令(shell) 执行后的输出
importos
out=os.popen("cat a.json | grep id")
print(out.read())不知如何得到状态码，不建议使用了，推荐用 subprocess 模块
从 os.system(cmd) 和 os.popen(cmd) 的官方文档都引导我们去使用 subprocess 模块
关于使用 subprocess 模块，这儿有个很好的学习视频， 隔着墙的朋友们请忍着些日子。
关于 subprocess 模块的用法基本就是讲述 subprocess.run(...) 函数的用法，了解几个重要的参数。该方法的原型为
subprocess.run(args, *, stdin=None, input=None, stdout=None, stderr=None, capture_output=False, shell=False, cwd=None, timeout=None, check=False, encoding=None, errors=None, text=None, env=None, universal_newlines=None)
subprocess.run() 是在 Python 3.5 加入的，之前的版本要调用 subprocess.call() 方法。
基本用法
importsubprocess
p1=subprocess.run('ls')# 这行与终端执行 ls 效果一样，直接输出 ls 的结果
print('****\n',p1,p1.stdout)
scratch.py
scratch_1.py
****
CompletedProcess(args='ls', returncode=0) None我们看到 p1 的类型是一个 CompletedProcess, 此时 p1.stdout 的内容是 None，也就是说我们没有捕获到命令的执行输出
捕获命令输出
p1=subprocess.run('ls',capture_output=True)
print('****\n',type(p1.stdout),p1.stdout)# p1.stdout.decode() 显示文本加了 capture_output=True 参数，命令的执行结果不直接打印到控制台，而是可以通过 p1.stdout 获得的
****
b'scratch.py\nscratch_1.py\n'capture_output=True 实质上会设置两个参数值 stdout=subprocess.PIPE, stderr=subprocess.PIPE，也就是它同时也会捕获标准错误输出，放置到 p1.stderr 中。如果只需捕获标准输出的话，只要 stdout=subprocess.PIPE.
默认时 p1.stdout 是一个bytes 类型，要显示为文本需要用 p1.stdout.decode()，或者再加上参数 text=True 就无需 stdout.decode() 了。用 encoding="utf-8" 也能免除 decode()。
p1=subprocess.run('ls',capture_output=True,text=True)
print('****\n',type(p1.stdout),'\n',p1.stdout)
****
scratch.py
scratch_1.py加了 text=True 后，p1.stdout 的类型也变成了字符串 str。
命令参数与 shell 命令
前面的命令 ls 没有带参数，那怎么执行带参数的命令呢？先尝试着把命令与参数写在一块
subprocess.run('ls -la')出错了
FileNotFoundError: [Errno 2] No such file or directory: 'ls -la': 'ls -la'subprocess.run() 并不知道 ls -la 中的 ls 是命令，其余为参数，而是把整个字符串包括中间的空间当作命令，所以提示找不到 ls -la 这样的命令。解决方法有一，加上 shell=True 参数
subprocess.run('ls -la',shell=True)
total 16
drwxr-xr-x 4 yanbin 2022363315 128 Aug 12 21:17 .
drwxr-xr-x 11 yanbin 2022363315 352 Aug 12 20:49 ..
-rw-r--r-- 1 yanbin 2022363315 933 Aug 12 09:59 scratch.py
-rw-r--r-- 1 yanbin 2022363315 56 Aug 12 21:17 scratch_1.py有了 shell=True 的话，run() 的第一个参数可以写的更复杂，管道操作也行，如下
subprocess.run('ls -la; pwd && ls | grep scratch',shell=True)但 shell=True 不那么安全，比如说对于 ls 命令，它后面的目录部分是用户输入的话就可被注入
subprocess.run(f'ls -la ${folder}',shell=True)假如用户输入的 folder="; rm -rf /, 就能随意的干活了。当 shell=True 是可以借助于 shlex.quote() 函数来抵御不安全的输入。
为安全起见，我们可保持默认的 shell=False 值，命令参数则必须以列表形式提供
subprocess.run(['ls','-la',folder])列表第一个元素为命令，其他为参数，这时候 folder 能够防御住攻击了。
输出重定向(文件或设备)
withopen('output.txt','w')asfile:
subprocess.run(['ls','-la'],stdout=file,text=True)现在命令的输出进到文件 output.txt 中了。要让标准错误输出也重定向到文件的话，就加上 stderr=file，或者 stdout=file, stderr=subprocess.STDOUT。这一连贯的操作就好比执行如下的 shell 命令
withopen('output.txt','w')asfile:
p1=subprocess.run(['ls','-la','lala'],stdout=file,stderr=subprocess.STDOUTtext=True)
print(p1.returncode)# 上面的代码效果与这个 shell 命令差不多, 2 为标准错误输出，1 为标准输出
ls-lalala>output.txt2>&1由于 lala 目录不存在，所以 p1.returncode 为 1, 非零即为有错误，看看 output.txt 中的内容为
ls: abc: No such file or directory如果想忽略错误输出，例如一个程序中既有标准输出又有标准错误输出，且返回状态码为 2，用下面 Python 程序来模拟
#!/usr/bin/env python3
importsys
print('hello stdout')
print('hello stderr',file=sys.stderr)
exit(2)想要执行出下方第四行中命令的效果
$./test.py
hellostdout
hellostderr
$./test.py>output.txt2>/dev/null
$echo$?$catoutput.txt
hellostdout相应的 subprocess.run() 代码如下
withopen('output.txt','w')asfile:
p1=subprocess.run('./test.py',stdout=file,text=True,
stderr=subprocess.DEVNULL)
print(p1.returncode)# 这时候的 p1.stderr 就是 None报告错误
如果我们捕获了输出后，subprocess.run() 执行命令出错时不会报告给 Python 解释器
p1=subprocess.run(['ls','-la','lala'],capture_output=True,text=True)lala 目录不存在，但上面的代码会没有任何输出，我们只得在执行后检查 p1 的返回码及 p1.stderr 的值
ifp1.returncode!=0:
print(p1.stderr)输出
ls: lala: No such file or directory要是加上 check=True 参数就不一样的了
subprocess.run(['ls','-la','lala'],capture_output=True,text=True,check=True)直接报告异常
Traceback (most recent call last):
File "/Users/yanbin/Library/Preferences/PyCharmCE2019.1/scratches/scratch_1.py", line 4, in
p1 = subprocess.run(['ls', '-la', 'lala'], capture_output=True, text=True, check=True)
File "/usr/local/Cellar/python/3.7.3/Frameworks/Python.framework/Versions/3.7/lib/python3.7/subprocess.py", line 487, in run
output=stdout, stderr=stderr)
subprocess.CalledProcessError: Command '['ls', '-la', 'lala']' returned non-zero exit status 1.这对于希望在有任何命令执行异常时退出很有用
管道操作
前面提到过，用 subprocess.run() 设置 shell=True 时，命令中可以随意使用复杂的 shell 命令，包括管道操作。如果 shell=False 默认值时，管道操作就需要显式的执行多个 subprocess.run() 操作并且通过像 input=p1.stdout 这样串联起来，这原本就是管道的意义
p1=subprocess.run(['cat','a.json'],capture_output=True,text=True)
p2=subprocess.run(['grep','id'],capture_output=True,text=True,input=p1.stdout)
print(p2.stdout)相当于执行了 shell 命令
cata.json|grepid其他
encoding 和 errors 参数是 Python 3.6 加入的。encoding='utf-8' 与 text=True 有着类似的功效
text, universal_newlines 和 capture_output 是 Python 3.7 加入的，之前版本捕获输出就要用 stdout=subprocess.PIPE, 且得到的 stdout 是 bytes 类型，stderr 相类似。
timeout= 会在多少秒之后还没执行完命令后得到 TimeoutExpired 异常，并且终止掉该命令的执行
其他脚本语言参考
学习过了 Python 调用系统命令之后不妨顺道体验一下 Perl, Groovy, Scala 怎么操作的
Perl 执行系统命令
$out=`ls-l|grephttp`;# 捕获输出到 $out 变量，不会输出到控制台
print$out;
$code=system('ls -l | grep http');# 直接输出到控制台，返回值只是一个状态码
print$code;
exec('ls -l | grep http');# 直接输出到控制台，没有返回值Perl 执行的是 shell 命令，所以直接支持管道操作
Groovy 执行系统命令
defp1='ls -l'.execute().text//不能直接执行 'ls -l | grep http'
print(p1)
defp2='ls -l'.execute()|'grep http'.execute()//管道操作
print(p2.text)Scala 执行系统命令
importscala.sys.process._
importscala.language.postfixOps
valcode="ls -l"!//直接输出到控制台，返回值为状态码
valout="ls -l"!!//返回值为命令的输出
valcode="ls -l"#| "grep http" ! //管道操作
valout1="ls -l"#| "grep http" !! //管道操作管道操作要用 #| 操作符，不能在一个字符串中用管道连接多个命令，这不是一个 shell
