Python3执行Linux命令

1. 背景介绍

在软件开发和系统管理中，经常需要在Python程序中执行Linux命令。Python是一种强大的脚本语言，可以轻松地与操作系统交互。Python提供了多种方式来执行Linux命令，从而方便地实现与操作系统的交互。

2. subprocess模块

Python的subprocess模块是执行外部命令的首选方法。subprocess模块提供了一系列函数来创建子进程并与其进行通信。

2.1 使用subprocess模块执行简单命令

下面是一个简单的示例，演示了如何使用subprocess模块执行Linux命令，并获取命令的输出结果：

import subprocess

# 执行命令
result = subprocess.run(['ls', '-l'], capture_output=True, text=True)

# 输出命令的输出结果
print(result.stdout)

上述代码使用subprocess.run()函数执行了ls -l命令，并通过capture_output=True参数来捕获命令的标准输出。text=True参数表示命令的输出结果是文本形式。

2.2 获取命令的退出状态码

执行命令时，有时候需要获取命令的退出状态码。可以使用subprocess.run()函数的returncode属性来获取命令的退出状态码。如果命令执行成功，returncode的值为0；如果命令执行失败，returncode的值非零。

import subprocess

# 执行命令
result = subprocess.run(['ls', '-l'])

# 输出命令的退出状态码
print(result.returncode)

2.3 捕获命令的标准错误

有时候执行命令时，需要捕获命令的标准错误。可以使用subprocess.run()函数的stderr属性来获取命令的标准错误。

import subprocess

# 执行命令
result = subprocess.run(['ls', 'nonexistent_directory'], capture_output=True, text=True)

# 输出命令的标准错误
print(result.stderr)

上述代码执行了ls nonexistent_directory命令，由于nonexistent_directory目录不存在，命令执行失败。可以通过result.stderr获取命令的标准错误输出。

3. os模块

除了subprocess模块，Python的os模块也提供了一些函数来执行Linux命令。

3.1 使用os.system()函数执行命令

os模块的os.system()函数可以用来执行Linux命令。它会将命令的标准输出直接打印到终端。

import os

# 执行命令
os.system('ls -l')

上述代码执行了ls -l命令，并将命令的标准输出直接打印到终端。

3.2 使用os.popen()函数执行命令

os模块的os.popen()函数可以用来执行命令，并返回命令的输出结果。

import os

# 执行命令
output = os.popen('ls -l').read()

# 输出命令的输出结果
print(output)

上述代码执行了ls -l命令，并通过os.popen().read()获取命令的输出结果。

4. shell=True参数

在上述的示例中，我们使用了列表的形式传递命令参数给subprocess模块的函数。这种方式是最安全和推荐的方式，因为它可以避免命令注入攻击。但有时候我们也可以使用字符串的形式传递命令参数，并通过将shell=True参数传递给subprocess.run()函数来执行命令。

import subprocess

# 执行命令
result = subprocess.run('ls -l', shell=True, capture_output=True, text=True)

# 输出命令的输出结果
print(result.stdout)

上述代码使用字符串形式传递了ls -l命令，并通过shell=True参数执行命令。

请注意，在使用shell=True参数时，必须确保命令参数是可信的，以避免命令注入攻击。

5. 执行复杂的命令

subprocess模块还提供了一些函数来执行复杂的命令，包括管道命令和重定向命令。

5.1 管道命令

在Linux中，可以使用管道（|）将多个命令链接起来，从而实现命令之间的输入和输出传递。subprocess模块的subprocess.PIPE常量可以用来创建管道。

下面是一个示例，演示了如何使用subprocess模块执行管道命令：

import subprocess

# 执行管道命令
result = subprocess.run('ls -l | grep .py', shell=True, capture_output=True, text=True)

# 输出命令的输出结果
print(result.stdout)

上述代码执行了ls -l | grep .py命令，首先列出当前目录下所有文件的详细信息，然后通过管道将结果传递给grep .py命令，最终获取所有以.py结尾的文件。

5.2 重定向命令

在Linux中，可以使用重定向符号（>或>>）将命令的输出结果保存到文件中。subprocess模块的subprocess.PIPE常量可以用来创建重定向。

下面是一个示例，演示了如何使用subprocess模块执行重定向命令：

import subprocess

# 执行重定向命令
result = subprocess.run('ls -l > file.txt', shell=True, capture_output=True, text=True)

# 输出命令的输出结果
print(result.stdout)

上述代码执行了ls -l > file.txt命令，将ls -l命令的输出结果保存到file.txt文件中。如果文件已经存在，命令的输出结果将覆盖文件内容；如果文件不存在，将创建新的文件。

6. 安全注意事项

在使用Python执行Linux命令时，需要注意一些安全事项，以避免潜在的安全风险：

1. 使用列表的形式传递命令参数给subprocess模块的函数，以避免命令注入攻击。
2. 对于包含变量的命令参数，应该使用字符串的格式化操作来构造命令，而不是简单地使用字符串拼接。
3. 对于需要执行特殊字符的命令参数，应该进行合适的转义或引用处理，以避免意外的命令解析。