容易被忽略的 Python 命令行参数

上周编写了一个 Python 脚本用于将一堆包含 oracle dmp 文件的 rar 压缩包恢复到 oracle 数据库。由于 oracle dmp 文件恢复速度较慢，通过 nohup commad 2>&1 & 提交命令到后台运行。运行过程中发现通过 print 命令输出内容无法及时地重定向到 nohup.out 文件，nohup.out文件里面会先显示调用 bash 命令的输出内容，然后再显示 print 语句的输出内容，而不会按顺序显示响应的内容。这里，编写一个简单的脚本模拟一下。

# demo.py

#!/bin/env/python3
import subprocess

print('First line 1')
subprocess.run("echo Second line 2", shell=True, check=True)
print('Third line 3')

直接执行命令python3 demo.py ，得到的输出结果如下：

$ python3 demo.py 
First line 1
Second line 2
Third line 3

通过命令 python3 demo.py > 1.out 重定向到 1.out 文件的结果如下：

$ python3 demo.py > 1.out
$ cat 1.out 
Second line 2
First line 1
Third line 3

可以看到重定向后的输出内容的顺序和没有重定向的输出顺序不一样，使用 echo 命令的内容被重定向到文件 demo.out 以后，两条 print 语句的内容才顺序显示出来。后面去请教了一个同事，经过这个同事的指导才知道是因为再重定向的时候如果不指定 -u 选项，那么 Python 会默认将标准输出和标准错误进行缓存，等缓存区满了以后，再整体输出：

$ python3 -u demo.py > 2.out
$ cat 2.out 
First line 1
Second line 2
Third line 3

问题解决以后，才理解了最近在编写使用 Python 项目的 Dockerfile 时，参照官方教程加上指令：ENV PYTHONUNBUFFERED 1 的含义。后来好好看了一下 python --help 的输出信息，才突然发现原来 Cpython 解释器支持这么多的命令行选项，因此写了这篇文章将这些容易被忽略的命令行参数好好说明一下。

- m <module-name>

以脚本的形式运行相应的模块，也就是执行相应Python 包在 __main__ 脚本里的内容，如果该块能够以脚本的方式运行的话。最常用的是虚拟环境管理模块 venv 和 Python 代码运行时间计算模块 timeit ，举例如下：

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# 第一个 venv 是模块名字，第二个 venv 是创建的虚拟环境的名字
$ python -m venv venv
$ ls -lh venv/
total 4.0K
drwxrwxr-x. 2 yq yq 173 Aug 20 21:38 bin
drwxrwxr-x. 2 yq yq   6 Aug 20 21:38 include
drwxrwxr-x. 3 yq yq  23 Aug 20 21:38 lib
lrwxrwxrwx. 1 yq yq   3 Aug 20 21:38 lib64 -> lib
-rw-rw-r--. 1 yq yq  75 Aug 20 21:38 pyvenv.cfg
# 激活虚拟环境
$ source venv/bin/activate
# 推出虚拟环境
(venv) $ deactivate

# 利用模块 timeit 计算 Python 代码时间
$ python3 -m timeit '"-".join(str(n) for n in range(100))'
10000 loops, best of 3: 49.2 usec per loop
$ python3 -m timeit '"-".join([str(n) for n in range(100)])'
10000 loops, best of 3: 42.2 usec per loop
$ python3 -m timeit '"-".join(map(str, range(100)))'
10000 loops, best of 3: 32.7 usec per loop

- u

强制标准输出流和标准错误流不进行缓存，直接输出。如上所述，当我们需要重定向 Python 脚本的输出到一个文件的时候，在执行脚本的时候加上 -u 参数，能够让内容及时输出到对应的文件，而不会出现顺序混乱的结果。而当我们使用交互的 Python解释器的时候，stdout 输出流默认是行缓存的 (line-buffered)，因而我们直接使用 print 语句进行输出的时候，内容会及时显示，因为 print 函数包含了默认参数 end='\n' ，举例如下：

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# 下面是 Python print 函数的接口
print(*objects, sep=' ', end='\n', file=sys.stdout, flush=False)

# print 函数默认在输入内容后面加上 '\n'，因而只要接收到一个数字，便会输出
>>> for i in range(3):
...     print(i)
... 
0
1
2

# print 函数的参数 end 改成了空字符串，因而输出内容会默认缓冲
# 输出内容 012 缓存后一起输出
>>> for i in range(3):
...     print(i, end = '')
...     time.sleep(0.2) 
... 
012

# 和上面相比，这里设置 flush 为 True
# 因此最终的显示效果会是接收到输出内容 1 的时候，就会立即输出
# 下面这段代码会依次显示0 1 2，而不是一次性输出012
for i in range(3):
...     print(i, end = '', flush=True)
...     time.sleep(0.2) 
... 
012

- b

当代码里面包括以下类型的比较的时候，Python 解释器会给出警告提示：1. 字符串类型（str）和 字节类型（bytes）；2. 字符串类型（str）和字节数组类型（bytearrary）；3. 字符串类型（str）和 整数类型（int）。举例如下：

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$cat compare.py 
str1 = '23'
bytes1 = b'23'
bytearray1 = bytearray(b'23')
int1 = 23

if str1 == bytes1:
    print('Equal!')

if str1 == bytearray1:
    print('Equal!')

if bytes1 == int1:
   print('Equal!')

$ python -b compare.py 
compare.py:6: BytesWarning: Comparison between bytes and string
  if str1 == bytes1:
compare.py:9: BytesWarning: Comparison between bytearray and string
  if str1 == bytearray1:
compare.py:12: BytesWarning: Comparison between bytes and int
  if bytes1 == int1:

# 使用 -bb 的时候，会抛出错误而不是警告 
$ python -bb compare.py 
Traceback (most recent call last):
  File "compare.py", line 6, in <module>
    if str1 == bytes1:
BytesWarning: Comparison between bytes and string

关于更多的 Python 命令行参数，可以参照 Python 的官方文档，也可以通过 python --help查看。这里不在详细介绍每一个参数，剩下的参数大致包括以下内容：

-B： 是否生成相应的 `pyc` 文件
-c cmd：执行字符串命令 `cmd`
-d：启用调试
-E：忽略所有的 `PYTHON*` 环境变量
-I：忽略用户自己的环境信息，包括
-O：生成的 `pyc` 文件不包含 `assert` 语句和 `__debug__` 信息
-OO：在 `-O` 的基础上，进一步忽略代码的一些注释字符串
-q：交互式模式下不显示 Python 的版本和版权信息
-s：排除用户自己安装的 Python 模块
-S：在启动 Python 的时候不导入模块 `site`
-v：打印更多的代码执行的相关信息
-V：打印 Python 解释器的版本号
-W arg：警告的相关控制参数
-x：跳过代码里面的第一行（`#!cmd`）
-X：一些 Python 代码执行时的参数控制
--check-hash-based-pycs：设置是否对 `pyc` 文件进行 hash 校验

等有空了在好好看看 Python 官方文档里关于 Command line and environment