在 Ruby 中执行 Shell 命令的 6 种方法

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我们时常会与操作系统交互或在 Ruby 中执行 Shell 命令。Ruby为我们提供了完成该任务的诸多方法。

Exec

Kernel#exec 通过执行给定的命令来替换当前进程，例如：
```
$ irb
>> exec 'echo "hello $HOSTNAME"'
hello codefun
$
```
注意 exec 利用 echo 命令替换了 irb 进程，然后退出。因为 Ruby 实际上结束了该方法，所以只能有限使用。该方法的缺点是，你无法从 Ruby 脚本中知道命令是执行成功还是失败。
System

system 命令与 exec 操作相似，但它是在 subshell 中执行，而不是替换当前进程。与 exec 相比，system 给我们更多的信息。如果命令执行成功，它返回 true；否则返回 false。
```
$irb
>> system 'echo "hello $HOSTNAME"' 
hello codefun
=> true
>> system 'false'
=> false
>> puts $?
256
=> nil
>>
```
system 将进程的退出状态设置到全局变量 $?。注意 false 命令的退出状态，总是非 0 值。检查退出码让我们既可以抛出（raise）异常，又能够重试（retry）命令。

新手注意：Unix 命令执行成功退出码为 0，否则为非 0。

如果我们想知道“命令是否执行成功呢？”，使用 system 就很好。然而，我们时常想要捕获命令的输出，并在程序中使用。
Backticks (`)

backticks（也叫“backquotes”）在 subshell 中执行命令，并从该命令返回标准输出。
```
$ irb
>> today = `date`
=> "Wed Jul  4 22:03:15 CST 2012\n"
>> $?
=> #<Process::Status: pid 6169 exit 0>
>> $?.to_i
=> 0
```
这也许是在 subshell 中执行命令最广为人知的方法。如你所见，它返回了命令的输出，然后我们可以像其他字符串一样使用它。

注意 $? 并非是返回状态的整数，而实际是 Process::Status 对象。我们不仅得到了退出状态，而且有进程 ID。Process::Status#to_i 返回整数型的退出状态（#to_s 返回字符串型的退出状态）。

使用 backticks 我们只能获得命令的标准输出（stdout），而不能获得其标准错误（stderr）。在下面的例子中，我们执行 Perl 脚本来输出字符串到标准错误。
```
$ irb
>> warning = `perl -e "warn 'dust in the wind'"`
dust in the wind at -e line 1.
=> ""
>> puts warning

=> nil
```
注意变量 warning 没有被设置。当我们在 Perl 中执行 warn
时，产生的标准错误输出并没有被 backticks 捕获。
IO#popen

IO#popen 是在子进程中执行命令的另一种方法。popen 给你更多的控制，子进程的标准输入和标准输出都会连接到 IO 对象。
```
$ irb
>> IO.popen("date") { |f| puts f.gets }
Wed Jul  4 22:02:31 CST 2012
=> nil
```
虽然 IO#popen 不错，但是当需要这类细分层次的信息时，我通常使用Open3#popen3。
Open3#popen3

Ruby 标准库包含 Open3 类。它易用，并能返回标准输入、标准输出、以及标准错误。在本例中，让我们使用交互命令 dc。dc 是从标准输入读取的逆波计算器（reverse-polish calculator）。我们先 push 两个数字和一个操作符到堆栈中。然后我们使用 p 来打印输出结果。下面我们 push 5、10 及 +，结果标准输出获得了15。
```
$ irb
>> require 'open3'
=> true
>> stdin, stdout, stderr = Open3.popen3('dc')
=> [#<IO:fd 6>, #<IO:fd 7>, #<IO:fd 9>, #<Thread:0x816d46c sleep>]
>> stdin.puts(5)
=> nil
>> stdin.puts(10)
=> nil
>> stdin.puts("+")
=> nil
>> stdin.puts("p")
=> nil
>> stdout.gets
=> "15\n"
```
使用该命令我们不仅可以读取命令的输出，而且也能写到命令的标准输入。这允许我们灵活地处理与命令的交互。

如果我们需要，popen3 也将给我们标准错误。
```
# (irb continued...)
>> stdin.puts("asdfasdfasdfasdf")
=> nil
>> stderr.gets
=> "dc: stack empty\n"
```
使用popen3 的缺点是 $? 不返回适当的退出状态。
```
$ irb
>> require 'open3'
=> true
>> stdin, stdout, stderr = Open3.popen3('false')
=> [#<IO:fd 8>, #<IO:fd 10>, #<IO:fd 12>, #<Thread:0x8297644 sleep>]
>> $?
=> nil
>> $?.to_i
=> 0
```
0？false 是假定返回非 0 退出状态。该缺点带我们到 Open4。

Open4#popen4

Open4#popen4 是 Ara Howard 创建的 Ruby Gem。它的操作与 open3 相似，例外是我们能从程序获得退出状态。popen4 为 subshell 返回进程 ID，这样我们能从等候的进程获得退出状态。（你需要安装 open4 gem）

$ irb
>> require 'open4'
=> true
>> pid, stdin, stdout, stderr = Open4::popen4 "false"
=> [17913, #<IO:fd 6>, #<IO:fd 7>, #<IO:fd 9>]
>> $?
=> nil
>> pid
=> 17913
>> ignored, status = Process::waitpid2 pid
=> [17913, #<Process::Status: pid 17913 exit 1>]
>> status.to_i
=> 256

你也可以作为块来调用 popen4，它将自动等候退出状态。

$ irb
>> require 'open4'
=> true
>> status = Open4::popen4("false") do |pid, stdin, stdout, stderr|
?>   puts "PID #{pid}"
>> end
PID 18535
=> #<Process::Status: pid 18535 exit 1>
>> puts status
pid 18535 exit 1
=> nil