python 中 os 模塊用得比較多，但 os.system 實際上是怎么調用 shell 命令的呢？簡單來探尋一下。

1、系統環境

macos 10.15.6 x86_64

python 3.8.5

為什么要強調系統環境，因為 python 在不同系統版本上實現可能會有差異，待會講解就能發現了。

2、os 模塊

通過 help(os) 可以找到源文件查看，

下面截取相關代碼來看(直接用注釋解釋了)：

# 返回一個包含內建模塊名字的元組，包含所有已經編譯到Python解釋器的模塊名字

_names = sys.builtin_module_names

# __all__ 只影響到了 from import * 這種導入方式

def _get_exports_list(module):

try:

return list(module.__all__)

except AttributeError:

return [n for n in dir(module) if n[0] != '_']

# 判斷當前操作系統類型

# posix代表類Unix系統，nt表示Windows系統

# 我們的 macOS 就是類Unix系統，只截取這部分代碼

if 'posix' in _names:

name = 'posix' # 表示操作系統類型

linesep = '\n' # 定義了當前平臺使用的行終止符

# os模塊其實就是對posix或nt模塊的二次封裝，這樣的好處就是實現了對不同平臺的兼容

from posix import *

try:

from posix import _exit

__all__.append('_exit')

except ImportError:

pass

import posixpath as path # 我們常用的os.path實際上是ntpath或者posixpath模塊

try:

from posix import _have_functions

except ImportError:

pass

import posix

__all__.extend(_get_exports_list(posix))

del posix

現在我們知道了在 macos 平臺上，os 模塊實際上是對 posix 模塊的封裝。

2.1、subprocess 模塊

順道再看看 subprocess 調用的實現：

if shell: #制作 shell 的參數

args = ["/bin/sh", "-c"] + args

if executable:

args[0] = executable

if executable is None:

executable = args[0]

# ··· ···

self.pid = os.fork() #創建子進程

# ··· ···

os.execvp(executable, args) #執行 shell 命令

3、posix 模塊

posix 即 Portable Operating System Interface(可移植操作系統接口)，是類 Unix 系統的兼容標準。

同樣通過 help(posix) 看下是否有源文件，

可以看到 posix 是 built-in module，代表是直接編譯好放在 python 這個可執行文件里的。

可以在 module 的 config.c 中找到相關的轉接代碼。

extern void initposix(void);

struct _inittab _PyImport_Inittab[] = {

{"posix", initposix},

// ...

3.1、對 built-in 模塊的繼續查找

實際上對于 built-in 模塊還能繼續查找，首先要弄清楚當前 python 的虛擬機是用什么實現的：

可以看到 macos 系統 python 虛擬機是 CPython 實現的。

CPython 是開源的，那么我們可以從 cpython 中找到相關的源碼：

static PyMethodDef posix_methods[] = {

... ...

#ifdef HAVE_SYSTEM {"system", posix_system, METH_VARARGS, posix_system__doc__},

#endif... ...

};

#ifdef HAVE_SYSTEMPyDoc_STRVAR(posix_system__doc__,

"system(command) -> exit_status\n\n\Execute the command (a string) in a subshell.");

// 在Python中操作的任何元素都是一個由C語言實現的PyObject對象static PyObject *

posix_system(PyObject *self, PyObject *args)

{

char *command;

long sts;

if (!PyArg_ParseTuple(args, "s:system", &command))

return NULL;

Py_BEGIN_ALLOW_THREADS // 允許其他線程獲取 GIL 鎖來跑 sts = system(command); // system call(或其他不會操作Python Data的調用) Py_END_ALLOW_THREADS // 重新獲取 GIL 鎖 return PyInt_FromLong(sts);

}

#endif

可以看到 posix.system 最終會調用 C 的 system 函數。

C 的 system 函數就不需要再深入進去了，在 C/C++ 網站有很多介紹。

4、結論

macos 系統下：

os.system -> posix.system -> C 的 system 函數

總結

以上是生活随笔為你收集整理的python os模块system_python 中 os.system 的本质 | 编程知识2的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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