os.system()、os.popen()和subproces

概述

最近在使用 python 执行启动 appium 服务器命令时，发现 os.system()、os.popen() 均不能完美的启动服务，最后查了好多资料，使用 subprocess.run() 方法解决了问题，下面将对这三种方法一一对比：

os.system()

原理

os.system方法是os模块最基础的方法，其它的方法一般在该方法基础上封装完成。

详解

os.system()的返回值是脚本的退出状态码，0表示成功，其他均为失败：

>>> a=os.system('adb devices')
>>> a
0

补充

system函数可以将字符串转化成命令在服务器上运行；其原理是每一条system函数执行时，其会创建一个子进程在系统上执行命令行，子进程的执行结果无法影响主进程。

但是上述原理会导致当需要执行多条命令行的时候可能得不到预期的结果：

import os

os.system('cd /usr/local')
os.mkdir('aaa.txt)

上述程序运行后会发现txt文件并没有创建在/usr/local文件夹下，而是在当前的目录下。

因此为了保证system执行多条命令可以成功，多条命令需要在同一个子进程中运行：

import os

os.system('cd /usr/local && mkdir aaa.txt')
# 或者
os.system('cd /usr/local ; mkdir aaa.txt')

os.popen()

原理

os.popen() 方法用于从一个命令打开一个管道，在Unix，Windows中有效。

语法
popen()方法语法格式如下：

os.popen(command[, mode[, bufsize]])

参数
command – 使用的命令。
mode – 模式权限可以是 ‘r’(默认) 或 ‘w’。
bufsize – 指明了文件需要的缓冲大小：0意味着无缓冲；1意味着行缓冲；其它正值表示使用参数大小的缓冲（大概值，以字节为单位）。负的bufsize意味着使用系统的默认值，一般来说，对于tty设备，它是行缓冲；对于其它文件，它是全缓冲。如果没有改参数，使用系统的默认值。

返回值
返回一个文件描述符号为fd的打开的文件对象。

实例
以下实例演示了 popen() 方法的使用：

#!/usr/bin/python3
import os, sys

# 使用 mkdir 命令
a = 'mkdir nwdir'
b = os.popen(a,'r',1)
print (b)

执行以上程序输出结果为：

open file 'mkdir nwdir', mode 'r' at 0x81614d0

python调用Shell脚本，有两种方法：os.system()和os.popen(),
前者返回值是脚本的退出状态码，后者的返回值是脚本执行过程中的输出内容

假定有一个shell脚本test.sh：

song@ubuntu:~$ vi test.sh
#!/bin/bash
echo 'hello python!'
echo 'hello world!'
exit 1

os.system(command)：该方法在调用完shell脚本后，返回一个16位的二进制数，低位为杀死所调用脚本的信号号码，高位为脚本的退出状态码，即脚本中“exit 1”的代码执行后，os.system函数返回值的高位数则是1，如果低位数是0的情况下，则函数的返回值是0x0100,换算为十进制得到256。

要获得os.system的正确返回值，可以使用位移运算（将返回值右移8位）还原返回值：

>>> import os
>>> os.system("./test.sh")
hello python!
hello world!
256
>>> n=os.system("./test.sh")
hello python!
hello world!
>>> n
256
>>> n>>8
1

os.popen(command):这种调用方式是通过管道的方式来实现，函数返回一个file对象，里面的内容是脚本输出的内容（可简单理解为echo输出的内容），使用os.popen调用test.sh的情况：

>> import os
>>> os.popen("./test.sh")
<open file './test.sh', mode 'r' at 0x7f6cbbbee4b0>
>>> f=os.popen("./test.sh")
>>> f
<open file './test.sh', mode 'r' at 0x7f6cbbbee540>
>>> f.readlines()
['hello python!\n', 'hello world!\n']

像调用”ls”这样的shell命令，应该使用popen的方法来获得内容，对比如下：

>>> import os
>>> os.system("ls")   #直接看到运行结果
Desktop    Downloads     Music     Public     Templates  Videos
Documents  examples.desktop  Pictures  systemExit.py  test.sh
0    #返回值为0，表示命令执行成功
>>> n=os.system('ls')
Desktop    Downloads     Music     Public     Templates  Videos
Documents  examples.desktop  Pictures  systemExit.py  test.sh
>>> n
0
>>> n>>8   #将返回值右移8位，得到正确的返回值
0
>>> f=os.popen('ls') #返回一个file对象，可以对这个文件对象进行相关的操作
>>> f
<open file 'ls', mode 'r' at 0x7f5303d124b0>
>>> f.readlines()
['Desktop\n', 'Documents\n', 'Downloads\n', 'examples.desktop\n', 'Music\n', 'Pictures\n', 'Public\n', 'systemExit.py\n', 'Templates\n', 'test.sh\n', 'Videos\n']

os.popen（）可以实现一个“管道”，从这个命令获取的值可以继续被使用。因为它返回一个文件对象，可以对这个文件对象进行相关的操作。

补充
1.返回值是文件对象
注意：返回值是文件对象，既然是文件对象，使用完就应该关闭，对吧？！不信网上搜一下，一大把文章提到这个os.popen都是忘记关闭文件对象的。所以，推荐的写法是：

with os.popen(command, "r") as p:
    r = p.read()

至于with的用法就不多讲了，使用它，不需要显式的写p.close()。

2.非阻塞
通俗的讲，非阻塞就是os.popen不会等cmd命令执行完毕就继续下面的代码了，不信？！看下面代码实例：

import os

os.popen(r"D:\Program Files (x86)\Tencent\QQ\Bin\QQScLauncher.exe")
print("测试开发小白便怪兽")

从上面实例可知，os.popen执行打开QQScLauncher.exe这个工具，但从实际执行结果看，QQScLauncher.exe还没打开，就直接进入了下一条语句，打印了“测试开发小白变怪兽”。在某些应用场景，可能这并不是你期望的行为，那如何让命令执行完后，再执行下一句呢？

处理方法是使用read()或readlines()对命令的执行结果进行读操作。

3.完全阻塞
上面写了该函数是非阻塞的，现在怎么又变成完全阻塞的呢？感觉一头雾水了吧。本质上os.popen是非阻塞的，为了实现阻塞的效果，我们使用read()或readlines()对命令结果进行读，由此产生了阻塞的效果。但是，如果你的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。

看下面代码实例：

import os
ret = os.popen("ping 127.0.0.1 -t")
ret.readlines()

os.popen执行了ping 127.0.0.1 -t 该命令会一直执行，除非CTRL+C强制退出，因而，执行readlines读取命令输出时会造成卡住。

总结
os.popen()在大多数场景都是挺好用方便的，但是也有坑！！具体应用中，需要注意下:
1. 在需要读取命令执行结果时，避免在命令无法退出或进入交互模式的场景应用os.popen;
2.os.popen()无法满足需求时，可以考虑subprocess.Popen();

未完待续...

这篇文章主要讲了 os.system() 和 os.popen() 的细节及区别，下篇文章继续说明 subprocess 模块的用法，敬请期待！