python 呼叫外部指令

2017-09-202020-04-24

下面這篇文章寫的滿好的，我最後是使用下面的方法來開啟外部指令：

process = subprocess.Popen(args, executable=None, shell=False)

在 Ubuntu 下，以 GNOME calculator(叫出計算機) 做簡單的測試：

import subprocess
process = subprocess.Popen('gcalctool')

說明：在 path 上的執行檔是 ‘gcalctool’

如果你使用 subprocess.Popen 遇到回傳錯誤訊息：

no such file or directory

代表，使用方式錯誤。

You should pass the arguments as a list (recommended):

subprocess.Popen(["wc", "-l", "sorted_list.dat"], stdout=subprocess.PIPE)

Otherwise, you need to pass shell=True if you want to use the whole "wc -l sorted_list.dat" string as a command (not recommended, can be a security hazard).

subprocess.Popen("wc -l sorted_list.dat", shell=True, stdout=subprocess.PIPE)

整理一下 Popen 幾個跟 child process 互動的方法：

Popen.poll() – 檢查 child process 是否還在執行。注意這個方法並不會回傳 True/False，而是用 None 來表示程式還在執行，如果程式已經結束則會傳回 return code。
Popen.wait() – 等 child process 結束之後，才傳回 return code，並將控制權交回 Python。
Popen.communicate(input=None) – 主要用來取回 stdout 跟 stderr 的輸出。

詳全文：
https://imsardine.wordpress.com/tech/shell-scripting-in-python/

Shell Scripting in Python

All you can do with a shell script is make it worse. But since this is Python, you can make it better.
Neopythonic: Overheard
— Guido van Rossum

#!/usr/bin/env python

import subprocess, sys cmd = ‘ls -l’ retcode = subprocess.call(cmd, shell=True)

if retcode != 0: sys.exit(retcode)

	Python Shebang Line。
	subprocess.call() 的回傳值，直接就是 cmd 執行過後的 exit status。

執行外部程式，或用 Python 來寫 Shell Scripts

Python 2.4 新增了 subprocess 這個 module，可以用來執行外部程式（也就是 spawn 一個 subprocess 或 child process），它的出現是為了取代舊有的 module 或 function，包括 os.system()、os.spawn*()、os.popen*()、popen2.* 與 commands.*。

最常用的就是 subprocess.call()，它可以帶參數執行外部程式，等外部程式結束之後再回傳 return code，可以用來判斷執行結果是成功還是失敗：

subprocess.call(args, executable=None, shell=False)

其中 args 可以傳入 sequence of strings 或單一個 string。注意 subprocess的某些行為在 Windows 與 Unix 下會有差異：

Unix

>>> subprocess.call(‘echolo World’)

Traceback (most recent call last): File “<stdin>”, line 1, in <module> File “/usr/lib/python2.6/subprocess.py”, line 470, in call return Popen(*popenargs, **kwargs).wait() File “/usr/lib/python2.6/subprocess.py”, line 623, in __init__ errread, errwrite) File “/usr/lib/python2.6/subprocess.py”, line 1141, in _execute_child raise child_exception OSError: [Errno 2] No such file or directory

>>> subprocess.call([‘echo’, ‘Hello World’])

Hello World

>>> >>> subprocess.call(‘echolo World’, shell=True)

Hello World 0 >>> subprocess.call([‘echo’, ‘Hello World’], shell=True)

0 >>> subprocess.call([‘echo Hello World’, ‘shell arguments’], shell=True) Hello World 0

	shell=False 時，單一個 string 的 args 會被解讀成 executable（就這個例子而言，echo Hello World 這個執行檔並不存在）；這個用法只適用於沒有 argument 的情況。
	要執行的程式不存在時，會丟出 OSError。
	shell=False 時，把 executable 跟 argument 拆開，就可以避開上述的問題。
	外部程式的輸出會直接寫到 standard output。
	這是外部程式的 return code，可用來判斷執行結果是成功還是失敗。
	shell=True 時，executable 預設是 /bin/sh（因此 args 本身或第一個 item 就不會被視為 executable），單一個 string 的 args 會被視為 command string 整個丟給 shell 執行。
	shell=True 時，只有第一個 item 會被視為 command string 丟給 shell 執行，但剩下的 item 則當做 shell 的 argument。就這個例子而言，echo 沒有接任何 argument（’Hello World’ 是給 shell 用的），因此 standard output 沒有輸出任何東西。

Windows

>>> subprocess.call(‘echolo World’)

Hello World 0 >>> subprocess.call(‘echolo World’, shell=True)

Hello World 0 >>> subprocess.call([‘echo’, ‘Hello World’]) Hello World 0 >>> subprocess.call([‘echo’, ‘Hello World’], shell=True)

“Hello World”

0 >>> subprocess.call(‘echoMSPEC%’) %COMSPEC% 0 >>> subprocess.call(‘echoMSPEC%’, shell=True)

C:\Windows\system32\cmd.exe 0 >>> subprocess.call([‘echo’, ‘%COMSPEC%’], shell=True)

C:\Windows\system32\cmd.exe 0 >>> subprocess.call(r’c:\Programes\Java\jre7\bin\java.exe -version’)

java version “1.7.0” Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.7.0-b147) Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 21.0-b17, mixed mode) 0 >>> subprocess.call(r’c:\Programes\Java\jre7\bin\java.exe -version’, shell=True) ‘c:\Program’ is not recognized as an internal or external command, operable program or batch file. 1 >>> subprocess.call(r'”c:\Programva\jre7\bin\java.exe” -version’, shell=True)

java version “1.7.0” Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.7.0-b147) Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 21.0-b17, mixed mode) 0 >>> subprocess.call(‘del

Traceback (most recent call last): File “<stdin>”, line 1, in <module> File “C:\Python27\lib\subprocess.py”, line 493, in call return Popen(*popenargs, **kwargs).wait() File “C:\Python27\lib\subprocess.py”, line 679, in __init__ errread, errwrite) File “C:\Python27\lib\subprocess.py”, line 893, in _execute_child startupinfo) WindowsError: [Error 2] The system cannot find the file specified >>> subprocess.call(‘delhell=True) The syntax of the command is incorrect. 1

	shell=False 時，並不會像在 Unix 一樣，將單一個 string 的 args 解讀成 executable。
	shell=True 時，executable 預設是環境變數 COMSPEC 的內容，例如 “C:\Windows\system32\cmd.exe”。
	看起來 args 的型式（單一個 string 或 sequence of strings）或 shell 的值，都對執行結果沒有影響？
	為什麼 Hello World 兩側多了雙引號？
	shell=True 時，environment variable 才會被展開（不論 args 的型式為何）。
	簡單歸納一下，subprocess.call() 的行為並不會受 args 的型式影響，但 shell=True 與 shell=False 則有差異。
	讓人比較不解的是，為什麼這個例子可以執行，反倒是加了 shell=True 之後才出狀況？
	像平常在 DOS prompt 輸入的一樣，在含有空白字元的路徑兩側加上雙引號即可。
	跟在 Unix 一樣，像 del、dir 這類 built-in command，還是得透過 shell 來執行才行。

從上面的測試結果來看，subprocess.call() 的行為在 Unix 與 Windows 下存在著一些差異。不過下面兩種用法在不同 OS 下的行為是比較一致的：

subprocess.call(command_string, shell=True) – 其中 command_string 的寫法要跟平常在 shell prompt 裡輸入指令時一樣，同樣要考慮 quoting 或 backslash escaping 的問題。
subprocess.call(sequence_of_strings, shell=False) – 將個別的的 argument 拆開，不用考慮 quoting 或 backslash escaping 等問題。

非同步（asynchronously）執行外部程式

上面的 subprocess.call() 雖然好用，不過控制權必須等外部程式結束之後才會回到 Python 程式。如果要非同步執行外部程式，或想在執行期與 child process 溝通，就必須直接使用 subprocess.call() 底層的 subprocess.Pope 才行。

事實上，subprocess.call() 的參數與 Popen 的 constructor 完全一樣，只是 subprocess.call() 內部在取得 Popen 的 instance 之後（可以將它視為與 child process 溝通的介面），會呼叫 Popen.wait() 等待外部程式執行結束，然後傳回 return code 而已。

process = subprocess.Popen(args, executable=None, shell=False)

在 Ubuntu 下，以 GNOME calculator 做簡單的測試：

>>> import subprocess >>> process = subprocess.Popen(‘gcalctool

>>> process.wait()

0 >>> process = subprocess.Popen(‘gcalctool>> process.poll()

>>> process.poll()

	叫出計算機。
	程式會卡在這裡，直到手動將計算機關掉為止，才會有 return code 傳回來。
	重新開啟計算機，呼叫 process.poll() 傳回 None，表示還在執行。
	將計算機關掉後，再呼叫 process.poll() 一次，傳回 return code。

整理一下 Popen 幾個跟 child process 互動的方法：

Popen.poll() – 檢查 child process 是否還在執行。注意這個方法並不會回傳 True/False，而是用 None 來表示程式還在執行，如果程式已經結束則會傳回 return code。
Popen.wait() – 等 child process 結束之後，才傳回 return code，並將控制權交回 Python。
Popen.communicate(input=None) – 主要用來取回 stdout 跟 stderr 的輸出。

>>> import subprocess >>> from subprocess import PIPE >>> process = subprocess.Popen(‘uname, shell=True) >>> Linux jeremy-laptop 2.6.35-30-generic #61-Ubuntu SMP Tue Oct 11 17:52:57 UTC 2011 x86_64 GNU/Linux

>>> process.communicate() (None, None) >>> process = subprocess.Popen(‘uname, shell=True, stdout=PIPE, stderr=PIPE) >>> process.communicate() (‘Linux jeremy-laptop 2.6.35-30-generic #61-Ubuntu SMP Tue Oct 11 17:52:57 UTC 2011 x86_64 GNU/Linux\n’, ”) >>> process.returncode 0

必須搭配 stdout=PIPE 跟 stderr=PIPE 使用（轉向到 Python 內部），否則會直接輸出到 stdout 或 stderr。

參考資料 asynchronous – How can I run an external command asynchronously from Python? – Stack Overflow (2009-03-11) PEP 3145 — Asynchronous I/O For subprocess.Popen

常見問題

.msi 不是可執行檔？

.msi 不能直接用 subprocess 執行：

>>> import subprocess >>> subprocess.Popen(r’C:\tmp\installer.msiraceback (most recent call last): File “<stdin>”, line 1, in <module> File “C:\Python27\lib\subprocess.py”, line 679, in __init__ errread, errwrite) File “C:\Python27\lib\subprocess.py”, line 893, in _execute_child startupinfo) WindowsError: [Error 193] %1 is not a valid Win32 application

問題就出在 .msi 本身不是一個可執行檔，必須要透過 msiexec 執行：

msiexec /i installer.msi

>>> import subprocess >>> subprocess.Popen([‘msiexec’, ‘/i’, r’C:\tmp\installer.msi’])

檔案持續被 child process 鎖住

>>> import subprocess, sys >>> f = open(r’c:\tmp\test.txt’, ‘w’) >>> subprocess.Popen(‘notepad.exesubprocess.Popen object at 0x00AAC790> >>> sys.exit(0)

Python 程式結束時，c:\tmp\test.txt 繼續被 notepad.exe 鎖住，等 notepad.exe 關掉之後，這個 lock 才會解除。

要避免這個問題，可以搭配 close_fds=True 來使用。

subprocess.Popen('notepad.exelose_fds=True)

關於 close_fds，官方文件是這麼說的：

on Windows, if close_fds is true then no handles will be inherited by the child process. Note that on Windows, you cannot set close_fds to true and also redirect the standard handles by setting stdin, stdout or stderr.

雖然看不太懂它在寫什麼，但大概是單純執行外部程式，而不把它當做是一個 child process 吧？

參考資料

python 呼叫外部指令
https://stackoverflow.max-everyday.com/2017/09/python-subprocess/

Max的程式語言筆記

python 呼叫外部指令

Shell Scripting in Python

執行外部程式，或用 Python 來寫 Shell Scripts

非同步（asynchronously）執行外部程式

常見問題

.msi 不是可執行檔？

檔案持續被 child process 鎖住

參考資料

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