极客笔记Python3执行Linux命令
1. 前言
在日常的编程工作中，有时我们需要在Python程序中执行一些系统命令，以完成一些特殊的操作。Python提供了多种执行系统命令的方式，本文将详细介绍以Python3为例，如何执行Linux命令。
2. os模块
Python的os模块提供了很多与操作系统交互的函数，其中就包含了执行系统命令的功能。下面是使用os模块执行系统命令的基本语法：
import os
os.system('command')
其中，command是要执行的Linux命令，可以是任何有效的Linux命令。os.system()函数的返回值是命令执行状态，一般来说，如果命令执行成功，它的返回值为0，如果命令执行失败，返回值为其他非零值。
下面是一个简单的示例，演示了如何在Python程序中执行Linux的ls命令，并输出：
import os
status = os.system('ls')
print(status)
运行结果如下：
Desktop Documents Downloads Music Pictures Public Templates Videos
0
可以看到，执行成功的结果返回值为0。
需要注意的是，os.system()函数只会执行命令并返回命令执行的状态，它不会将命令的输出保存下来。如果我们需要获取命令执行的输出，可以使用subprocess模块。
3. subprocess模块
Python的subprocess模块提供了更加灵活和强大的执行系统命令的方式。它可以执行复杂的命令，并获取命令的输出，并且支持输入/输出重定向、管道等特性。
3.1 subprocess.run()
subprocess.run()函数是Python3.5及以上版本新增的函数，它是执行系统命令的最简单的方式。下面是subprocess.run()函数的基本语法：
import subprocess
completed_process = subprocess.run('command', shell=True, capture_output=True, text=True)
其中，command是要执行的Linux命令，可以是任何有效的Linux命令。shell参数指定是否使用shell执行命令，如果为True，则使用shell执行命令；如果为False，则直接执行命令，不使用shell。capture_output参数用于捕获命令的输出，如果为True，则捕获命令的输出；如果为False，则不捕获命令的输出。text参数用于指定命令的输入输出是否为文本模式，如果为True，则输入输出都将以文本模式进行；如果为False，则使用字节模式。
subprocess.run()函数的返回值是一个CompletedProcess对象，可以通过该对象的属性来获取命令执行的结果，包括命令的输出、返回码等。
下面是一个示例，演示了如何使用subprocess.run()函数执行Linux的ls命令，并获取命令的输出和返回码：
import subprocess
completed_process = subprocess.run('ls', shell=True, capture_output=True, text=True)
print(completed_process.stdout)
print(completed_process.returncode)
运行结果如下：
Desktop
Documents
Downloads
Music
Pictures
Public
Templates
Videos
0
可以看到，completed_process.stdout属性保存了命令的输出，completed_process.returncode属性保存了命令的返回码。
需要注意的是，subprocess.run()函数默认是使用shell来执行命令的，这样可能会存在一些潜在的安全风险，因为shell会对命令进行解析和处理。因此，为了避免安全问题，如果命令中涉及到用户输入的内容，最好将shell参数设置为False，以避免潜在的安全漏洞。
3.2 subprocess.Popen()
subprocess.Popen()函数是一个更加底层、灵活的函数，它可以执行复杂的命令，并控制命令的输入输出。下面是subprocess.Popen()函数的基本语法：
import subprocess
process = subprocess.Popen('command', shell=True, stdout=subprocess.PIPE, stderr=subprocess.PIPE, text=True)
其中，command是要执行的Linux命令，可以是任何有效的Linux命令。shell参数指定是否使用shell执行命令，如果为True，则使用shell执行命令；如果为False，则直接执行命令，不使用shell。stdout参数指定命令的标准输出，可以是一个文件描述符、一个文件对象或者一个字符串。默认为None，表示不捕获标准输出。stderr参数指定命令的标准错误输出，可以是一个文件描述符、一个文件对象或者一个字符串。默认为None，表示不捕获标准错误输出。text参数用于指定命令的输入输出是否为文本模式，如果为True，则输入输出都将以文本模式进行；如果为False，则使用字节模式。
subprocess.Popen()函数的返回值是一个Popen对象，可以通过该对象的方法和属性来控制命令的输入输出，以及获取命令的执行结果。
下面是一个示例，演示了如何使用subprocess.Popen()函数执行Linux的ls命令，并获取命令的输出：
import subprocess
process = subprocess.Popen('ls', shell=True, stdout=subprocess.PIPE, stderr=subprocess.PIPE, text=True)
stdout, stderr = process.communicate()
print(stdout)
运行结果如下：
Desktop
Documents
Downloads
Music
Pictures
Public
Templates
Videos
可以看到，communicate()方法返回了命令的输出。
需要注意的是，subprocess.Popen()函数默认是使用shell来执行命令的，因此，同样要尽量避免使用shell执行命令时，传入用户输入的内容，以避免潜在的安全漏洞。
4. 示例代码
下面是一个完整的示例，演示了如何使用subprocess模块执行Linux命令，并获取命令的输出和返回码：
import subprocess
def run_command(command):
try:
completed_process = subprocess.run(command, shell=True, capture_output=True, text=True)
return completed_process.stdout, completed_process.returncode
except Exception as e:
return '', -1
command = 'ls -l'
output, returncode = run_command(command)
print(f'Output:\n{output}')
print(f'Returncode: {returncode}')
运行结果如下：
Output:
total 4
-rw-r--r-- 1 user user 64 Nov 10 15:35 test.txt
Returncode: 0
可以看到，示例代码通过subprocess.run()函数执行了ls -l命令，并获取了命令的输出和返回码。
5. 总结
本文介绍了如何使用Python3执行Linux命令。通过os模块的os.system()函数可以简单地执行系统命令，但它不会捕获命令的输出。如果需要获取命令的输出，可以使用subprocess模块。subprocess模块提供了两个主要的函数，即subprocess.run()和subprocess.Popen()。
subprocess.run()是Python3.5及以上版本新增的函数，它可以执行系统命令，并获取命令的输出和返回码。通过shell参数可以决定是否使用shell来执行命令，capture_output参数可以决定是否捕获命令的输出，text参数用于指定输入输出的模式（文本模式或字节模式）。示例代码演示了如何使用subprocess.run()执行Linux的ls命令，并获取输出和返回码。
subprocess.Popen()是一个更加底层、灵活的函数，它可以执行复杂的命令，并控制命令的输入输出。通过stdout参数和stderr参数可以分别指定命令的标准输出和标准错误输出。示例代码演示了如何使用subprocess.Popen()执行Linux的ls命令，并获取输出。
需要注意的是，当使用subprocess模块执行命令时，尽量避免使用带有用户输入内容的命令，并且要将shell参数设置为False，以防止潜在的安全风险。
总之，通过Python3的subprocess模块，我们可以方便地在程序中执行Linux命令，并获取命令的输出和返回码。这为我们处理一些特殊的操作提供了便利，同时也增强了程序的功能性和扩展性。