站长资讯网本文由golang教程栏目给大家介绍Go执行脚本命令用例及源码解析，希望对需要的朋友有所帮助！
简介
在开发中我们可能会遇到需要在程序中调用脚本的需求，或者涉及到两个语言之间的交互，笔者之前就遇到了需要在go中调用python的需求，然后在代码中应用了go-python3这个库，实际上在go中调用python的脚本也是一个解决之法。这片文章将介绍在go中运行shell脚本的方法以及对其源码的相应解析。
程序用例
test_command.go
package learnimport ( "fmt" "os/exec" "testing")func TestCmd(t *testing.T) { if o, e := exec.Command("./test.sh", "1", "2").Output(); e != nil { fmt.Println(e) } else { fmt.Println(string(o)) }}
test.sh
#!/bin/basha=$1b=$2echo $aecho $b
上面这个例子的意思是要运行test.sh这个脚本，并且入参是1，2。脚本里面写的东西相对就比较简单了，就是打印这两个入参。其实问题的关键在于exec.Command()这个方法，下面我们来刨根问底，一探究竟。
源码解析
func Command(name string, arg ...string) *Cmd { cmd := &Cmd{ Path: name, Args: append([]string{name}, arg...), } if filepath.Base(name) == name { if lp, err := LookPath(name); err != nil { cmd.lookPathErr = err } else { cmd.Path = lp } } return cmd}// Base返回path的最后一个元素。// 在提取最后一个元素之前，将删除尾部的路径分隔符。// 如果路径为空，Base返回"."。// 如果路径完全由分隔符组成，Base返回单个分隔符。func Base(path string) string { if path == "" { return "." } // Strip trailing slashes. for len(path) > 0 && os.IsPathSeparator(path[len(path)-1]) { path = path[0 : len(path)-1] } // Throw away volume name path = path[len(VolumeName(path)):] // Find the last element i := len(path) - 1 for i >= 0 && !os.IsPathSeparator(path[i]) { i-- } if i >= 0 { path = path[i+1:] } // If empty now, it had only slashes. if path == "" { return string(Separator) } return path}//LookPath在由PATH环境变量命名的目录中搜索一个名为file入参的可执行文件。如果文件包含一个斜线，就会直接尝试，而不参考PATH。其结果可能是一个绝对路径或相对于当前目录的路径。func LookPath(file string) (string, error) { if strings.Contains(file, "/") { err := findExecutable(file) if err == nil { return file, nil } return "", &Error{file, err} } path := os.Getenv("PATH") for _, dir := range filepath.SplitList(path) { if dir == "" { // Unix shell semantics: path element "" means "." dir = "." } path := filepath.Join(dir, file) if err := findExecutable(path); err == nil { return path, nil } } return "", &Error{file, ErrNotFound}}// 寻找file同名的可执行命令func findExecutable(file string) error { d, err := os.Stat(file) if err != nil { return err } if m := d.Mode(); !m.IsDir() && m&0111 != 0 { return nil } return os.ErrPermission}
通过上面对exec.Command()源码的分析我们可以得知，这个函数只是寻找与path名字相同的可执行文件并且构建了一个Cmd的对象返回。这里值得注意的是，当我们输入的path如果不是一个可执行的文件的具体路径，那么就会去PATH环境变量中的注册的路径中找寻与path相同名字的命令，如果这个时候没有找到就会报错。
那么接下来我们那看看这个Cmd是何方神圣呢，有什么用，怎么用呢。下面我们看看Cmd这个结构体里都有些什么东西。
// Cmd结构体代表一个准备或正在执行的外部命令// 一个Cmd的对象不能在Run，Output或者CombinedOutput方法调用之后重复使用。type Cmd struct { // Path代表运行命令的路径 // 这个字段是唯一一个需要被赋值的字段，不能是空字符串， // 并且如果Path是相对路径，那么参照的是Dir这个字段的所指向的目录 Path string // Args这个字段代表调用命令所需的参数，其中Path在运行命令时以Args[0]的形式存在 // 如果这个参数是空，那个就直接使用Path运行命令 // // 在较为普遍普遍的场景里面，Path和Args这两个参数在调用命令的时候都会被用到 Args []string // Env代表当前进程的环境变量 // 每个Env数组中的条目都以“key=value”的形式存在 // 如果Env是nil，那边运行命令所创建的进程将使用当前进程的环境变量 // 如果Env中存在重复的key，那么会使用这个key中排在最后一个的值。 // 在Windows中存在特殊的情况, 如果系统中缺失了SYSTEMROOT，或者这个环境变量没有被设置成空字符串，那么它操作都是追加操作。 Env []string // Dir代表命令的运行路径 // 如果Dir是空字符串，那么命令就会运行在当前进程的运行路径 Dir string // Stdin代表的是系统的标准输入流 // 如果Stdin是一个*os.File，那么进程的标准输入将被直接连接到该文件。 Stdin io.Reader // Stdout表示标准输出流 // 如果StdOut是一个*os.File，那么进程的标准输入将被直接连接到该文件。 // 值得注意的是如果StdOut和StdErr是同一个对象，那么同一时间只有一个协程可以调用Writer Stdout io.Writer Stderr io.Writer // ExtraFiles指定由新进程继承的额外开放文件。它不包括标准输入、标准输出或标准错误。如果不为零，第i项成为文件描述符3+i。 // ExtraFiles前面三个元素分别放的是stdin，stdout，stderr // ExtraFiles在Windows上是不支持的 ExtraFiles []*os.File SysProcAttr *syscall.SysProcAttr // 当命令运行之后，Process就是该命令运行所代表的进程 Process *os.Process // ProcessState包含关于一个退出的进程的信息，在调用Wait或Run后可用。 ProcessState *os.ProcessState ctx context.Context // ctx可以用来做超时控制 lookPathErr error // 如果在调用LookPath寻找路径的时候出错了，就赋值到这个字段 finished bool // 当Wait被调用了一次之后就会被设置成True，防止被重复调用 childFiles []*os.File closeAfterStart []io.Closer closeAfterWait []io.Closer goroutine []func() error //一系列函数，在调用Satrt开始执行命令的时候会顺带一起执行这些函数。每个函数分配一个goroutine执行 errch chan error // 与上一个字段联合使用，通过这个chan将上面函数执行的结果传到当前goroutine waitDone chan struct{}}
上面我们对Cmd这个结构体的一些字段做了解析，可以理解为Cmd就是对一个命令生命周期内的抽象。下面我们来分析Cmd的一下方法，看看他是怎么使用的。
// Run方法开始执行这个命令并等待它运行结束// 如果命令运行，在复制stdin、stdout和stder时没有问题，并且以零退出状态退出，则返回的错误为nil。// 如果命令启动但没有成功完成，错误类型为类型为*ExitError。在其他情况下可能会返回其他错误类型。// 如果调用的goroutine已经用runtime.LockOSThread锁定了操作系统线程，并修改了任何可继承的OS级 线程状态（例如，Linux或Plan 9名称空间），新的 进程将继承调用者的线程状态。func (c *Cmd) Run() error { if err := c.Start(); err != nil { return err } return c.Wait()}// Start方法启动指定的命令，但不等待它完成。//// 如果Start成功返回，c.Process字段将被设置。//// 一旦命令运行完成，Wait方法将返回退出代码并释放相关资源。func (c *Cmd) Start() error { if c.lookPathErr != nil { c.closeDescriptors(c.closeAfterStart) c.closeDescriptors(c.closeAfterWait) return c.lookPathErr } if runtime.GOOS == "windows" { lp, err := lookExtensions(c.Path, c.Dir) if err != nil { c.closeDescriptors(c.closeAfterStart) c.closeDescriptors(c.closeAfterWait) return err } c.Path = lp } if c.Process != nil { return errors.New("exec: already started") } if c.ctx != nil { select { case <-c.ctx.Done(): c.closeDescriptors(c.closeAfterStart) c.closeDescriptors(c.closeAfterWait) return c.ctx.Err() default: } } //初始化并填充ExtraFiles c.childFiles = make([]*os.File, 0, 3+len(c.ExtraFiles)) type F func(*Cmd) (*os.File, error) //在这里会调用stdin，stdout和stderr方法，如果Cmd的StdIn，StdOut，StdErr不是nil，就会将相关的copy任务封装成func放在goroutine字段中，等待在Start方法执行的时候调用。 for _, setupFd := range []F{(*Cmd).stdin, (*Cmd).stdout, (*Cmd).stderr} { fd, err := setupFd(c) if err != nil { c.closeDescriptors(c.closeAfterStart) c.closeDescriptors(c.closeAfterWait) return err } c.childFiles = append(c.childFiles, fd) } c.childFiles = append(c.childFiles, c.ExtraFiles...) // 如果cmd的Env没有赋值，那么就用当前进程的环境变量 envv, err := c.envv() if err != nil { return err } // 会用这个命令启动一个新的进程 // 在Linux的系统上，底层是调用了Frok来创建另一个进程，由于文章篇幅有限，就不对此处进行详细分析了，详情可看延伸阅读 c.Process, err = os.StartProcess(c.Path, c.argv(), &os.ProcAttr{ Dir: c.Dir, Files: c.childFiles, Env: addCriticalEnv(dedupEnv(envv)), Sys: c.SysProcAttr, }) if err != nil { c.closeDescriptors(c.closeAfterStart) c.closeDescriptors(c.closeAfterWait) return err } c.closeDescriptors(c.closeAfterStart) // 除非有goroutine要启动，否则不会申请Chan if len(c.goroutine) > 0 { c.errch = make(chan error, len(c.goroutine)) for _, fn := range c.goroutine { go func(fn func() error) { c.errch <- fn() }(fn) } } // 超时控制 if c.ctx != nil { c.waitDone = make(chan struct{}) go func() { select { case <-c.ctx.Done(): //如果超时了，就Kill掉执行命令的进程 c.Process.Kill() case <-c.waitDone: } }() } return nil}func (c *Cmd) stdin() (f *os.File, err error) { if c.Stdin == nil { f, err = os.Open(os.DevNull) if err != nil { return } c.closeAfterStart = append(c.closeAfterStart, f) return } if f, ok := c.Stdin.(*os.File); ok { return f, nil } //Pipe返回一对相连的Files；从r读出的数据返回写到w的字节。 pr, pw, err := os.Pipe() if err != nil { return } c.closeAfterStart = append(c.closeAfterStart, pr) c.closeAfterWait = append(c.closeAfterWait, pw) //将相关的任务添加到goroutine中 c.goroutine = append(c.goroutine, func() error { _, err := io.Copy(pw, c.Stdin) if skip := skipStdinCopyError; skip != nil && skip(err) { err = nil } if err1 := pw.Close(); err == nil { err = err1 } return err }) return pr, nil}func (c *Cmd) stdout() (f *os.File, err error) { return c.writerDescriptor(c.Stdout)}func (c *Cmd) stderr() (f *os.File, err error) { if c.Stderr != nil && interfaceEqual(c.Stderr, c.Stdout) { return c.childFiles[1], nil } return c.writerDescriptor(c.Stderr)}func (c *Cmd) writerDescriptor(w io.Writer) (f *os.File, err error) { if w == nil { f, err = os.OpenFile(os.DevNull, os.O_WRONLY, 0) if err != nil { return } c.closeAfterStart = append(c.closeAfterStart, f) return } if f, ok := w.(*os.File); ok { return f, nil } pr, pw, err := os.Pipe() if err != nil { return } c.closeAfterStart = append(c.closeAfterStart, pw) c.closeAfterWait = append(c.closeAfterWait, pr) //将相关的任务添加到goroutine中 c.goroutine = append(c.goroutine, func() error { _, err := io.Copy(w, pr) pr.Close() // in case io.Copy stopped due to write error return err }) return pw, nil}// 等待命令退出，并等待任何复制到stdin或从stdout或stderr复制的完成。// 在调用Wait之前，Start方法必须被调用// 如果命令运行，在复制stdin、stdout和stder时没有问题，并且以零退出状态退出，则返回的错误为nil。// 如果命令运行失败或没有成功完成，错误类型为*ExitError。对于I/O问题可能会返回其他错误类型。// 如果c.Stdin、c.Stdout或c.Stderr中的任何一个不是*os.File，Wait也会等待各自的I/O循环复制到进程中或从进程中复制出来//// Wait释放与Cmd相关的任何资源。func (c *Cmd) Wait() error { if c.Process == nil { return errors.New("exec: not started") } if c.finished { return errors.New("exec: Wait was already called") } c.finished = true //等待进程运行完毕并退出 state, err := c.Process.Wait() if c.waitDone != nil { close(c.waitDone) } c.ProcessState = state //检查goroutine字段上面的函数运行有没有错误 var copyError error for range c.goroutine { if err := <-c.errch; err != nil && copyError == nil { copyError = err } } c.closeDescriptors(c.closeAfterWait) if err != nil { return err } else if !state.Success() { return &ExitError{ProcessState: state} } return copyError}// 输出运行该命令并返回其标准输出。// 任何返回的错误通常都是*ExitError类型的。// OutPut实际上是封装了命令的执行流程并且制定了命令的输出流func (c *Cmd) Output() ([]byte, error) { if c.Stdout != nil { return nil, errors.New("exec: Stdout already set") } var stdout bytes.Buffer c.Stdout = &stdout captureErr := c.Stderr == nil if captureErr { c.Stderr = &prefixSuffixSaver{N: 32 << 10} } err := c.Run() if err != nil && captureErr { if ee, ok := err.(*ExitError); ok { ee.Stderr = c.Stderr.(*prefixSuffixSaver).Bytes() } } return stdout.Bytes(), err}
在上面的方法分析之中我们可以看出运行一个命令的流程是Run-> Start->Wait,等待命令运行完成。并且在Start的时候会起来一个新的进程来执行命令。基于上面我们对Cmd的一顿分析，笔者感觉在文章开头写的测试代码实在是乏善可陈，因为Cmd封装了挺多东西的，我们在工作中完全可以充分利用他封装的功能，比如设置超时时间，设置标准输入流或者标准输出流，还可以定制化设置这个命令执行的环境变量等等。。。。·
