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python执行shell并获取结果

来源:好特整理 | 时间:2024-07-10 16:15:15 | 阅读:194 |  标签: T Hell Shell El S Python   | 分享到:

本文详细介绍了python执行shell并获取结果的方法,介绍了如何使用Shell编程,给出了详细的代码示例。

在Python中执行Shell命令并获取其结果,通常可以使用 subprocess 模块。这个模块允许我们启动新的进程,连接到它们的输入/输出/错误管道,并获取它们的返回码。下面是一个详细的示例,展示了如何使用 subprocess.run() 函数来执行Shell命令并获取其输出。

1. 示例一:使用 subprocess.run() 执行 ls 命令并获取结果

这个示例将执行 ls 命令(在Unix/Linux/macOS系统上列出当前目录下的文件和文件夹),并捕获命令的输出和返回码。

import subprocess  
  
# 定义要执行的命令  
command = ['ls', '-l']  # 使用列表形式,更安全,可以避免shell注入攻击  
  
# 执行命令  
# capture_output=True 参数表示捕获命令的输出(stdout和stderr)  
# text=True 参数表示将输出作为文本处理(Python 3.7+),之前版本使用universal_newlines=True  
result = subprocess.run(command, capture_output=True, text=True)  
  
# 获取命令的标准输出  
stdout = result.stdout  
  
# 获取命令的错误输出(如果有的话)  
stderr = result.stderr  
  
# 获取命令的返回码  
returncode = result.returncode  
  
# 打印结果  
print(f"标准输出:\n{stdout}")  
if stderr:  
    print(f"错误输出:\n{stderr}")  
print(f"返回码: {returncode}")  
  
# 注意:如果命令成功执行,returncode通常为0;非0值表示有错误发生

注意事项

(1) 安全性 :本例中使用命令列表而非字符串来避免shell注入攻击。当命令和参数以列表形式提供时,Python会直接将它们传递给系统,不会通过shell解释,从而减少了安全风险。

(2) 文本与字节 capture_output=True text=True (或 universal_newlines=True ,在旧版本中)的组合使得输出以文本(字符串)形式返回,而不是字节。这对于处理文本数据很方便,但如果我们需要处理二进制数据(如图像或视频文件),则可能需要以字节形式捕获输出。

(3) 错误处理 :通过检查 returncode 可以判断命令是否成功执行。如果 returncode 不为0,则可能需要根据 stderr 中的信息来诊断问题。

(4) 跨平台兼容性 :本示例中的 ls -l 命令是Unix/Linux/macOS系统特有的。在Windows系统上,我们可能需要执行不同的命令(如 dir ),并可能需要调整命令的调用方式(例如,使用 shell=True ,但请注意这会增加安全风险)。

(5) 性能考虑 :频繁地启动外部进程可能会降低程序的性能。如果可能,尽量在Python内部解决问题,或者考虑使用多线程/多进程来并行处理外部命令的调用。

2. 示例二:使用 subprocess.run() 函数来执行Shell命令

以下是一个更详细的代码示例,它展示了如何在Python中使用 subprocess.run() 函数来执行Shell命令(在这个例子中是 ls -l ),并处理可能出现的各种情况,包括成功执行、命令不存在、以及捕获标准输出和错误输出。

请注意,这个示例假设我们在一个Unix/Linux/macOS系统上运行,因为 ls -l 是这些系统的命令。如果我们在Windows上,我们可能需要替换为 dir 命令,并可能需要调整 shell 参数的使用(尽管通常建议避免使用 shell=True 以避免安全风险)。

import subprocess  
  
def run_command(command):  
    """  
    执行给定的命令并返回其输出和返回码。  
  
    参数:  
    - command: 要执行的命令,作为列表传递(例如 ['ls', '-l']),以避免shell注入。  
  
    返回:  
    - output: 命令的标准输出(如果有的话)。  
    - error: 命令的错误输出(如果有的话)。  
    - returncode: 命令的返回码。  
    """  
    try:  
        # 使用subprocess.run()执行命令  
        # capture_output=True表示捕获stdout和stderr  
        # text=True表示将输出作为文本处理(Python 3.7+)  
        result = subprocess.run(command, capture_output=True, text=True, check=True)  
        # 如果命令成功执行(没有异常),则返回其输出和返回码  
        return result.stdout, None, result.returncode  
    except subprocess.CalledProcessError as e:  
        # 如果命令执行失败(返回码非0),则捕获CalledProcessError异常  
        # 并返回错误输出、标准输出(如果有的话)和返回码  
        return None, e.stderr, e.returncode  
    except Exception as e:  
        # 捕获其他可能的异常(虽然在这个简单的例子中可能不太常见)  
        return None, f"An unexpected error occurred: {e}", None  
  
# 定义要执行的命令  
command = ['ls', '-l']  
  
# 执行命令并获取结果  
output, error, returncode = run_command(command)  
  
# 根据返回的结果打印相应的信息  
if output:  
    print("标准输出:")  
    print(output)  
if error:  
    print("错误输出:")  
    print(error)  
if returncode is not None:  
    print(f"返回码: {returncode}")  
    if returncode == 0:  
        print("命令成功执行。")  
    else:  
        print("命令执行失败。")

在这个示例中, run_command 函数封装了 subprocess.run() 的调用,并处理了几种可能的情况:

(1)命令成功执行(返回码为0):返回标准输出、 None 作为错误输出,以及返回码。

(2)命令执行失败(返回码非0):捕获 subprocess.CalledProcessError 异常,并返回 None 作为标准输出、错误输出,以及返回码。

(3)其他异常情况:捕获并返回一条错误消息和 None 作为返回码(虽然在这个特定的例子中,由于 subprocess.run() 通常只抛出 CalledProcessError ,所以这部分可能不会被执行)。

请注意, subprocess.run() check=True 参数会在命令返回非零退出码时自动抛出 CalledProcessError 异常,这使得我们可以在 try-except 块中捕获它。然而,在这个示例中,我选择了显式地捕获异常,以便能够更灵活地处理输出和返回码。如果我们只想在命令失败时抛出异常,并且不关心错误处理的具体细节,那么可以在调用 subprocess.run() 时设置 check=True ,并让Python的默认异常处理机制来处理它。

3. shell编程及shell命令

3.1 Shell编程

Shell编程是指使用Shell(也称为命令行解释器或命令行界面)作为编程语言来编写脚本的过程。Shell是Unix/Linux/macOS等类Unix操作系统中的一个特殊程序,它为用户提供了一个与操作系统交互的环境。Shell脚本是一系列Shell命令的集合,这些命令被编写在文本文件中,并通过Shell解释器执行,以实现自动化任务、批处理文件、管理系统资源等目的。

Shell脚本具有跨平台性,因为它们主要依赖于Shell的功能和命令,而这些在大多数类Unix系统中都是相似的。然而,不同的Shell(如Bash、Zsh、Fish等)可能有自己的特性和扩展,因此编写的脚本可能需要针对特定的Shell进行适配。

Shell编程通常包括变量定义、条件判断、循环控制、函数调用等编程元素,但与传统编程语言相比,Shell脚本的语法相对简单且灵活。

3.2 Shell命令

Shell命令是用户在Shell环境中输入的指令,用于执行各种操作,如文件管理、程序执行、系统管理等。Shell命令可以是Shell内置的,也可以是系统上的外部程序。

(1) 内置命令 :由Shell本身提供的命令,这些命令在Shell启动时就已经加载到内存中,因此执行速度较快。内置命令不依赖于系统上的其他程序,因此它们在系统启动时就已经可用。常见的内置命令包括 cd (改变目录)、 echo (显示信息)、 exit (退出Shell)等。

(2) 外部命令 :也称为文件系统命令,这些命令是系统上独立的程序,通常位于 /bin /usr/bin /sbin /usr/sbin 等目录下。当Shell需要执行这些命令时,它会查找这些目录来找到对应的程序并执行。常见的外部命令包括 ls (列出目录内容)、 cp (复制文件或目录)、 mv (移动或重命名文件或目录)等。

Shell命令可以通过管道( | )、重定向( > < >> )、命令替换( command $(command) )等机制进行组合,以实现更复杂的操作。例如, ls -l | grep '^d' 命令会列出当前目录下所有目录的详细信息( ls -l 列出详细信息, grep '^d' 筛选出以 d 开头的行,即目录)。

Shell编程和Shell命令是Unix/Linux/macOS等系统用户日常工作中不可或缺的工具,它们能够极大地提高用户的工作效率,并帮助用户自动化地完成各种任务。

3.3 如何使用Shell编程

使用Shell编程主要涉及到编写Shell脚本,这些脚本包含了一系列的Shell命令,通过Shell解释器执行以实现特定的功能。以下是使用Shell编程的基本步骤:

3.3.1 选择Shell

首先,我们需要确定使用哪种Shell。常见的Shell有Bash(Bourne Again SHell,大多数Linux发行版的默认Shell)、Zsh(Z Shell,具有许多增强特性和更好的用户体验)、Fish(Friendly Interactive SHell,以用户友好和易于学习而著称)等。对于初学者来说,Bash是一个很好的起点,因为它广泛可用且文档丰富。

3.3.2 编写Shell脚本

Shell脚本通常保存在以 .sh 为扩展名的文件中。我们可以使用任何文本编辑器来编写Shell脚本,比如 nano vim emacs 或简单的 echo 和重定向。

以下是一个简单的Shell脚本示例,它打印出“Hello, World!”:

#!/bin/bash  
# 这是一个简单的Shell脚本示例  
echo "Hello, World!"

在脚本的第一行, #!/bin/bash 被称为shebang,它告诉系统这个脚本应该使用哪个解释器来执行。在这个例子中,它指定了Bash。

3.3.3 保存脚本

将我们的脚本保存到文件中,例如 hello.sh

3.3.4 赋予执行权限

在Linux或macOS上,我们需要给脚本文件赋予执行权限,以便能够直接运行它。我们可以使用 chmod 命令来做到这一点:

bash复制代码

chmod +x hello.sh

这个命令会给 hello.sh 文件添加执行权限。

3.3.5 运行脚本

现在,我们可以通过以下两种方式之一来运行我们的脚本:

直接通过脚本的路径和名称(如果脚本具有执行权限):

bash复制代码

./hello.sh

注意,我们需要使用 ./ 来指定脚本位于当前目录下。

使用Shell解释器来执行脚本(无论脚本是否具有执行权限):

bash复制代码

bash hello.sh

这个命令会告诉Bash解释器来执行 hello.sh 脚本中的命令。

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