Python subprocess模块来执行linux命令

1. 引言

在Python中，我们经常需要执行一些与操作系统相关的任务，如执行shell命令、调用外部程序等。为此，Python提供了subprocess模块，可以方便地执行linux命令。

本文将详细介绍subprocess模块的使用方法，并提供一些示例代码来演示其功能和用法。

2. subprocess模块简介

subprocess模块是Python中一个强大的模块，用于创建和管理子进程。它提供了许多函数和类，用于执行外部命令、与子进程进行交互，并获取执行结果。

具体来说，subprocess模块提供了多个函数用于执行外部命令。其中最常用的函数包括：

subprocess.run(command, ...): 执行给定的命令，并等待其完成。返回一个CompletedProcess对象，包含命令的执行结果。
subprocess.Popen(command, ...): 执行给定的命令，但并不等待其完成。返回一个Popen对象，可以在后续操作中与子进程进行交互。

此外，subprocess模块还提供了其他函数和类，如subprocess.check_output()用于执行命令并返回输出结果，subprocess.call()用于执行命令并返回状态码等。

3. 执行简单的命令示例

在这个示例中，我们将展示如何使用subprocess模块执行简单的linux命令，并获取其输出结果。

import subprocess

# 执行命令并获取输出结果
result = subprocess.run(["ls", "-l"], capture_output=True, text=True)

print(result.stdout)

运行上述代码，将会执行ls -l命令并打印出结果。在这个例子中，我们使用了subprocess.run()函数来执行命令，并通过设置capture_output=True和text=True来捕获输出结果并以文本形式返回。

4. 与子进程进行交互示例

除了执行简单命令外，我们还可以通过subprocess模块与子进程进行交互，并向其发送输入数据。

import subprocess

# 执行交互式命令，并发送输入数据
process = subprocess.Popen(["grep", "hello"], stdin=subprocess.PIPE, stdout=subprocess.PIPE, text=True)
output, error = process.communicate("hello world")

print(output)

运行上述代码，将会执行grep hello命令，并将"hello world"作为输入数据发送给子进程。然后，我们将获取到子进程的输出结果，并打印出来。

5. 错误处理示例

subprocess模块还提供了一些函数和属性，用于处理命令执行过程中可能发生的错误。

import subprocess

try:
    result = subprocess.run(["invalid_cmd"], capture_output=True, text=True, check=True)
except subprocess.CalledProcessError as e:
    print("Command execution failed with return code ", e.returncode)
    print("Error message:", e.stderr)

在这个示例中，我们故意执行一个无效的命令invalid_cmd，并通过设置check=True来捕获异常。如果命令执行失败，将会抛出subprocess.CalledProcessError异常，并打印出错误信息。

6. 结束子进程示例

有时候，我们可能需要手动结束正在执行的子进程。subprocess模块提供了一个terminate()方法用于结束子进程。

import subprocess
import time

# 执行命令并等待一段时间
process = subprocess.Popen(["command"], stdout=subprocess.PIPE)
time.sleep(5)

# 结束子进程
process.terminate()
process.wait()

print("Process ended")

在这个示例中，我们使用subprocess.Popen()函数启动一个子进程，然后等待5秒钟后手动结束该子进程。最后，我们打印出一条消息表示子进程已经结束。