プログラムからのshellコマンドを呼び出す方法

macOSプログラムで、プログラム中からshellコマンドを呼び出す方法について説明します。
コマンド実行時の標準入力, 標準出力, 標準エラー出力を、呼び出し側に接続します。

実行環境

IDE: xcode 10.0
Programming Language: Swift

手順

入出力（パイプ）の準備
入出力の接続
終了時コールバックの接続
実行および実行終了待ち

1. 入出力（パイプ）の準備

Pipeオブジェクトを生成し、読み出しあるいは書き込みハンドラを提議します。
プログラム中のconsオブジェクトは、シェルコマンドにデータを入力し、出力を受け取るオブジェクトです。シェルコマンドからのconsオブジェクトアクセスは、アプリケーションに対して非同期である点にご注意ください。

let inpipe  = Pipe()
let outpipe = Pipe()
let errpipe = Pipe()

inpipe.fileHandleForWriting.writeabilityHandler = {
  (filehandle: FileHandle) -> Void in
  if let str = cons.scan() {
    if let data = str.data(using: .utf8) {
      filehandle.write(data)
    } else {
      NSLog("Error encoding data: \(str)")
    }
  }
}

outpipe.fileHandleForReading.readabilityHandler = {
  (_ handle: FileHandle) -> Void in
  if let str = String(data: handle.availableData, encoding: String.Encoding.utf8) {
    cons.print(string: str)
  } else {
    NSLog("Error decoding data: \(handle.availableData)")
  }
}

errpipe.fileHandleForReading.readabilityHandler = {
　　(_ handle: FileHandle) -> Void in
　　if let str = String(data: handle.availableData, encoding: String.Encoding.utf8) {
　　　　cons.error(string: str)
　　} else {
　　　　NSLog("Error decoding data: \(handle.availableData)")
　　}
}

2. 入出力の接続

上で生成したパイプをshellコマンド実行用プロセスに割り付けます。

let process  		   = Process()
process.launchPath	   = "/bin/sh"
process.arguments	   = ["-c", <シェルコマンドと引数の文字列>]
process.standardInput      = inpipe
process.standardOutput     = outpipe
FileHandle.standardOutput  = errpipe

3. 終了時コールバックの接続

終了時コールバックを設定し、コールバックが呼び出された時に、Read/Writeハンドラをnilでクリアするのがポイントです。これを忘れるとシェルコマンド実行終了あと、ハンドラが何度も呼び出され、プログラムがハングに陥ります(高負荷状態になります)。

process.terminationHandler = {
  (process: Process) -> Void in
  if let handler = termhdl  {
    handler(process.terminationStatus) // コールバック関数呼び出し
  }
  if let inpipe  = process.standardInput as? Pipe {
    inpipe.fileHandleForWriting.writeabilityHandler = nil
  }
  if let outpipe = process.standardOutput as? Pipe {				  
    outpipe.fileHandleForReading.readabilityHandler = nil
  }
  if let errpipe = process.standardError as? Pipe {
    errpipe.fileHandleForReading.readabilityHandler = nil
  }
}

4. 実行および実行終了待ち

プロセスを実行開始します。必要に応じてプロセスの実行終了を待ちます。

process.launch()
process.waitUntilExit()

参照

本ドキュメントで説明した実装は、自作のフレームワークCoconut Frameworkの、CNShelクラスにて実装しています。