python執(zhí)行shell并獲取結(jié)果

在Python中執(zhí)行Shell命令并獲取其結(jié)果，通�？梢允褂� subprocess 模塊。這個(gè)模塊允許我們啟動(dòng)新的進(jìn)程，連接到它們的輸入/輸出/錯(cuò)誤管道，并獲取它們的返回碼。下面是一個(gè)詳細(xì)的示例，展示了如何使用 subprocess.run() 函數(shù)來執(zhí)行Shell命令并獲取其輸出。

1. 示例一：使用 subprocess.run() 執(zhí)行 ls 命令并獲取結(jié)果

這個(gè)示例將執(zhí)行 ls 命令（在Unix/Linux/macOS系統(tǒng)上列出當(dāng)前目錄下的文件和文件夾），并捕獲命令的輸出和返回碼。

import subprocess  
  
# 定義要執(zhí)行的命令  
command = ['ls', '-l']  # 使用列表形式，更安全，可以避免shell注入攻擊  
  
# 執(zhí)行命令  
# capture_output=True 參數(shù)表示捕獲命令的輸出（stdout和stderr）  
# text=True 參數(shù)表示將輸出作為文本處理（Python 3.7+），之前版本使用universal_newlines=True  
result = subprocess.run(command, capture_output=True, text=True)  
  
# 獲取命令的標(biāo)準(zhǔn)輸出  
stdout = result.stdout  
  
# 獲取命令的錯(cuò)誤輸出（如果有的話）  
stderr = result.stderr  
  
# 獲取命令的返回碼  
returncode = result.returncode  
  
# 打印結(jié)果  
print(f"標(biāo)準(zhǔn)輸出:\n{stdout}")  
if stderr:  
    print(f"錯(cuò)誤輸出:\n{stderr}")  
print(f"返回碼: {returncode}")  
  
# 注意：如果命令成功執(zhí)行，returncode通常為0；非0值表示有錯(cuò)誤發(fā)生

注意事項(xiàng) ：

（1） 安全性 ：本例中使用命令列表而非字符串來避免shell注入攻擊。當(dāng)命令和參數(shù)以列表形式提供時(shí)，Python會(huì)直接將它們傳遞給系統(tǒng)，不會(huì)通過shell解釋，從而減少了安全風(fēng)險(xiǎn)。

（2） 文本與字節(jié) ： capture_output=True 和 text=True （或 universal_newlines=True ，在舊版本中）的組合使得輸出以文本（字符串）形式返回，而不是字節(jié)。這對(duì)于處理文本數(shù)據(jù)很方便，但如果我們需要處理二進(jìn)制數(shù)據(jù)（如圖像或視頻文件），則可能需要以字節(jié)形式捕獲輸出。

（3） 錯(cuò)誤處理 ：通過檢查 returncode 可以判斷命令是否成功執(zhí)行。如果 returncode 不為0，則可能需要根據(jù) stderr 中的信息來診斷問題。

（4） 跨平臺(tái)兼容性 ：本示例中的 ls -l 命令是Unix/Linux/macOS系統(tǒng)特有的。在Windows系統(tǒng)上，我們可能需要執(zhí)行不同的命令（如 dir ），并可能需要調(diào)整命令的調(diào)用方式（例如，使用 shell=True ，但請(qǐng)注意這會(huì)增加安全風(fēng)險(xiǎn)）。

（5） 性能考慮 ：頻繁地啟動(dòng)外部進(jìn)程可能會(huì)降低程序的性能。如果可能，盡量在Python內(nèi)部解決問題，或者考慮使用多線程/多進(jìn)程來并行處理外部命令的調(diào)用。

2. 示例二：使用 subprocess.run() 函數(shù)來執(zhí)行Shell命令

以下是一個(gè)更詳細(xì)的代碼示例，它展示了如何在Python中使用 subprocess.run() 函數(shù)來執(zhí)行Shell命令（在這個(gè)例子中是 ls -l ），并處理可能出現(xiàn)的各種情況，包括成功執(zhí)行、命令不存在、以及捕獲標(biāo)準(zhǔn)輸出和錯(cuò)誤輸出。

請(qǐng)注意，這個(gè)示例假設(shè)我們?cè)谝粋�(gè)Unix/Linux/macOS系統(tǒng)上運(yùn)行，因?yàn)? ls -l 是這些系統(tǒng)的命令。如果我們?cè)赪indows上，我們可能需要替換為 dir 命令，并可能需要調(diào)整 shell 參數(shù)的使用（盡管通常建議避免使用 shell=True 以避免安全風(fēng)險(xiǎn)）。

import subprocess  
  
def run_command(command):  
    """  
    執(zhí)行給定的命令并返回其輸出和返回碼。  
  
    參數(shù):  
    - command: 要執(zhí)行的命令，作為列表傳遞（例如 ['ls', '-l']），以避免shell注入。  
  
    返回:  
    - output: 命令的標(biāo)準(zhǔn)輸出（如果有的話）。  
    - error: 命令的錯(cuò)誤輸出（如果有的話）。  
    - returncode: 命令的返回碼。  
    """  
    try:  
        # 使用subprocess.run()執(zhí)行命令  
        # capture_output=True表示捕獲stdout和stderr  
        # text=True表示將輸出作為文本處理（Python 3.7+）  
        result = subprocess.run(command, capture_output=True, text=True, check=True)  
        # 如果命令成功執(zhí)行（沒有異常），則返回其輸出和返回碼  
        return result.stdout, None, result.returncode  
    except subprocess.CalledProcessError as e:  
        # 如果命令執(zhí)行失�。ǚ祷卮a非0），則捕獲CalledProcessError異常  
        # 并返回錯(cuò)誤輸出、標(biāo)準(zhǔn)輸出（如果有的話）和返回碼  
        return None, e.stderr, e.returncode  
    except Exception as e:  
        # 捕獲其他可能的異常（雖然在這個(gè)簡單的例子中可能不太常見）  
        return None, f"An unexpected error occurred: {e}", None  
  
# 定義要執(zhí)行的命令  
command = ['ls', '-l']  
  
# 執(zhí)行命令并獲取結(jié)果  
output, error, returncode = run_command(command)  
  
# 根據(jù)返回的結(jié)果打印相應(yīng)的信息  
if output:  
    print("標(biāo)準(zhǔn)輸出:")  
    print(output)  
if error:  
    print("錯(cuò)誤輸出:")  
    print(error)  
if returncode is not None:  
    print(f"返回碼: {returncode}")  
    if returncode == 0:  
        print("命令成功執(zhí)行。")  
    else:  
        print("命令執(zhí)行失敗。")

在這個(gè)示例中， run_command 函數(shù)封裝了 subprocess.run() 的調(diào)用，并處理了幾種可能的情況：

（1）命令成功執(zhí)行（返回碼為0）：返回標(biāo)準(zhǔn)輸出、 None 作為錯(cuò)誤輸出，以及返回碼。

（2）命令執(zhí)行失�。ǚ祷卮a非0）：捕獲 subprocess.CalledProcessError 異常，并返回 None 作為標(biāo)準(zhǔn)輸出、錯(cuò)誤輸出，以及返回碼。

（3）其他異常情況：捕獲并返回一條錯(cuò)誤消息和 None 作為返回碼（雖然在這個(gè)特定的例子中，由于 subprocess.run() 通常只拋出 CalledProcessError ，所以這部分可能不會(huì)被執(zhí)行）。

請(qǐng)注意， subprocess.run() 的 check=True 參數(shù)會(huì)在命令返回非零退出碼時(shí)自動(dòng)拋出 CalledProcessError 異常，這使得我們可以在 try-except 塊中捕獲它。然而，在這個(gè)示例中，我選擇了顯式地捕獲異常，以便能夠更靈活地處理輸出和返回碼。如果我們只想在命令失敗時(shí)拋出異常，并且不關(guān)心錯(cuò)誤處理的具體細(xì)節(jié)，那么可以在調(diào)用 subprocess.run() 時(shí)設(shè)置 check=True ，并讓Python的默認(rèn)異常處理機(jī)制來處理它。

3. shell編程及shell命令

3.1 Shell編程

Shell編程是指使用Shell（也稱為命令行解釋器或命令行界面）作為編程語言來編寫腳本的過程。Shell是Unix/Linux/macOS等類Unix操作系統(tǒng)中的一個(gè)特殊程序，它為用戶提供了一個(gè)與操作系統(tǒng)交互的環(huán)境。Shell腳本是一系列Shell命令的集合，這些命令被編寫在文本文件中，并通過Shell解釋器執(zhí)行，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化任務(wù)、批處理文件、管理系統(tǒng)資源等目的。

Shell腳本具有跨平臺(tái)性，因?yàn)樗鼈冎饕�依賴于Shell的功能和命令，而這些在大多數(shù)類Unix系統(tǒng)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擴(kuò)展，因此編寫的腳本可能需要針對(duì)特定的Shell進(jìn)行適配。

Shell編程通常包括變量定義、條件判斷、循環(huán)控制、函數(shù)調(diào)用等編程元素，但與傳統(tǒng)編程語言相比，Shell腳本的語法相對(duì)簡單且靈活。

3.2 Shell命令

Shell命令是用戶在Shell環(huán)境中輸入的指令，用于執(zhí)行各種操作，如文件管理、程序執(zhí)行、系統(tǒng)管理等。Shell命令可以是Shell內(nèi)置的，也可以是系統(tǒng)上的外部程序。

（1） 內(nèi)置命令 ：由Shell本身提供的命令，這些命令在Shell啟動(dòng)時(shí)就已經(jīng)加載到內(nèi)存中，因此執(zhí)行速度較快。內(nèi)置命令不依賴于系統(tǒng)上的其他程序，因此它們?cè)谙到y(tǒng)啟動(dòng)時(shí)就已經(jīng)可用。常見的內(nèi)置命令包括 cd （改變目錄）、 echo （顯示信息）、 exit （退出Shell）等。

（2） 外部命令 ：也稱為文件系統(tǒng)命令，這些命令是系統(tǒng)上獨(dú)立的程序，通常位于 /bin 、 /usr/bin 、 /sbin 、 /usr/sbin 等目錄下。當(dāng)Shell需要執(zhí)行這些命令時(shí)，它會(huì)查找這些目錄來找到對(duì)應(yīng)的程序并執(zhí)行。常見的外部命令包括 ls （列出目錄內(nèi)容）、 cp （復(fù)制文件或目錄）、 mv （移動(dòng)或重命名文件或目錄）等。

Shell命令可以通過管道（ | ）、重定向（ > 、 < 、 >> ）、命令替換（ command 或 $(command) ）等機(jī)制進(jìn)行組合，以實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的操作。例如， ls -l | grep '^d' 命令會(huì)列出當(dāng)前目錄下所有目錄的詳細(xì)信息（ ls -l 列出詳細(xì)信息， grep '^d' 篩選出以 d 開頭的行，即目錄）。

Shell編程和Shell命令是Unix/Linux/macOS等系統(tǒng)用戶日常工作中不可或缺的工具，它們能夠極大地提高用戶的工作效率，并幫助用戶自動(dòng)化地完成各種任務(wù)。

3.3 如何使用Shell編程

使用Shell編程主要涉及到編寫Shell腳本，這些腳本包含了一系列的Shell命令，通過Shell解釋器執(zhí)行以實(shí)現(xiàn)特定的功能。以下是使用Shell編程的基本步驟：

3.3.1 選擇Shell

首先，我們需要確定使用哪種Shell。常見的Shell有Bash（Bourne Again SHell，大多數(shù)Linux發(fā)行版的默認(rèn)Shell）、Zsh（Z Shell，具有許多增強(qiáng)特性和更好的用戶體驗(yàn)）、Fish（Friendly Interactive SHell，以用戶友好和易于學(xué)習(xí)而著稱）等。對(duì)于初學(xué)者來說，Bash是一個(gè)很好的起點(diǎn)，因?yàn)樗鼜V泛可用且文檔豐富。

3.3.2 編寫Shell腳本

Shell腳本通常保存在以 .sh 為擴(kuò)展名的文件中。我們可以使用任何文本編輯器來編寫Shell腳本，比如 nano 、 vim 、 emacs 或簡單的 echo 和重定向。

以下是一個(gè)簡單的Shell腳本示例，它打印出“Hello, World!”：

#!/bin/bash  
# 這是一個(gè)簡單的Shell腳本示例  
echo "Hello, World!"

在腳本的第一行， #!/bin/bash 被稱為shebang，它告訴系統(tǒng)這個(gè)腳本應(yīng)該使用哪個(gè)解釋器來執(zhí)行。在這個(gè)例子中，它指定了Bash。

3.3.3 保存腳本

將我們的腳本保存到文件中，例如 hello.sh 。

3.3.4 賦予執(zhí)行權(quán)限

在Linux或macOS上，我們需要給腳本文件賦予執(zhí)行權(quán)限，以便能夠直接運(yùn)行它。我們可以使用 chmod 命令來做到這一點(diǎn)：

bash復(fù)制代碼

chmod +x hello.sh

這個(gè)命令會(huì)給 hello.sh 文件添加執(zhí)行權(quán)限。

3.3.5 運(yùn)行腳本

現(xiàn)在，我們可以通過以下兩種方式之一來運(yùn)行我們的腳本：

直接通過腳本的路徑和名稱（如果腳本具有執(zhí)行權(quán)限）：

bash復(fù)制代碼

./hello.sh

注意，我們需要使用 ./ 來指定腳本位于當(dāng)前目錄下。

使用Shell解釋器來執(zhí)行腳本（無論腳本是否具有執(zhí)行權(quán)限）：

bash復(fù)制代碼

bash hello.sh

這個(gè)命令會(huì)告訴Bash解釋器來執(zhí)行 hello.sh 腳本中的命令。