python如何在控制台运行命令

Python在控制台运行命令的方法有几种：使用os模块、使用subprocess模块、使用sh模块。 其中，最常用的是os模块和subprocess模块。下面我们将详细介绍如何使用这些方法在Python中运行控制台命令。

一、os模块

os模块是Python内置的标准库之一，它提供了许多与操作系统交互的功能。使用os模块运行控制台命令非常简单，只需要使用os.system()函数即可。

1、os.system()

os.system()函数用于在子终端中执行命令。这是最简单的方法，但是它有一些局限性，比如不能捕获命令的输出。

import os
运行一个简单的命令，如'ls'或'dir'
os.system('ls')

这种方法适用于简单的命令执行，但如果你需要捕获命令的输出或处理更复杂的命令，建议使用subprocess模块。

2、os.popen()

os.popen()函数用于打开一个命令的管道，可以读取或写入该命令的标准输入输出。

import os
运行命令并读取输出
output = os.popen('ls').read()
print(output)

二、subprocess模块

subprocess模块是Python 3中推荐用于执行和管理子进程的模块。它功能强大，灵活性高，能够捕获命令输出和错误信息。

1、subprocess.run()

subprocess.run()函数是subprocess模块中最常用的函数，用于运行命令并等待命令完成。

import subprocess
运行命令并等待完成
result = subprocess.run(['ls', '-l'], capture_output=True, text=True)
print(result.stdout)

在这个例子中，capture_output=True表示捕获标准输出和标准错误，text=True表示将输出作为字符串返回。

2、subprocess.Popen()

subprocess.Popen()类用于更复杂的场景，可以控制子进程的输入输出和错误管道。

import subprocess
运行命令并读取输出
process = subprocess.Popen(['ls', '-l'], stdout=subprocess.PIPE, stderr=subprocess.PIPE, text=True)
stdout, stderr = process.communicate()
print(stdout)

三、sh模块

sh模块是一个第三方库，提供了更Pythonic的方式来运行命令。使用sh模块可以更简洁地运行命令并处理输出。

1、安装sh模块

首先，你需要安装sh模块，可以使用pip安装：

pip install sh

2、使用sh模块运行命令

import sh
运行命令并读取输出
output = sh.ls('-l')
print(output)

四、选择适合的方法

不同的方法有不同的适用场景：

os.system()：适用于简单的命令执行，不需要捕获输出。
os.popen()：适用于需要捕获命令输出的简单场景。
subprocess.run()：适用于大多数场景，推荐使用。
subprocess.Popen()：适用于需要更复杂的进程控制和管道处理的场景。
sh模块：适用于希望使用更Pythonic语法的场景，但需要额外安装第三方库。

五、实际应用案例

1、自动化脚本

在自动化脚本中，可能需要运行多个命令并处理它们的输出。例如，下面的脚本展示了如何使用subprocess模块来自动化备份工作：

import subprocess
import datetime
获取当前日期时间
current_time = datetime.datetime.now().strftime('%Y-%m-%d_%H-%M-%S')
定义备份命令
backup_command = f'tar -czvf backup_{current_time}.tar.gz /path/to/backup'
运行备份命令并捕获输出
result = subprocess.run(backup_command, shell=True, capture_output=True, text=True)
检查命令是否成功
if result.returncode == 0:
    print('Backup completed successfully.')
else:
    print(f'Backup failed with error: {result.stderr}')

2、监控系统资源

你可以使用Python脚本监控系统资源，例如CPU和内存使用情况，并在达到阈值时执行相应的命令。

import subprocess
定义监控命令
monitor_command = 'vmstat 1 5'
运行监控命令并捕获输出
result = subprocess.run(monitor_command, shell=True, capture_output=True, text=True)
打印监控结果
print(result.stdout)

六、错误处理

在运行命令时，可能会遇到各种错误。为了提高脚本的可靠性，需要进行错误处理。

1、检查返回码

使用subprocess模块时，可以通过返回码检查命令是否成功。

import subprocess
运行命令
result = subprocess.run(['ls', '-l', '/nonexistent'], capture_output=True, text=True)
检查返回码
if result.returncode != 0:
    print(f'Command failed with error: {result.stderr}')
else:
    print(result.stdout)

2、捕获异常

在某些情况下，命令可能会抛出异常。可以使用try-except块捕获这些异常。

import subprocess
try:
    # 运行命令
    result = subprocess.run(['ls', '-l', '/nonexistent'], capture_output=True, text=True, check=True)
    print(result.stdout)
except subprocess.CalledProcessError as e:
    print(f'Command failed with error: {e.stderr}')

七、并发执行命令

有时需要并发执行多个命令，可以使用多线程或多进程模块来实现。

1、使用多线程

import threading
import subprocess
def run_command(command):
    result = subprocess.run(command, capture_output=True, text=True)
    print(result.stdout)
commands = [['ls', '-l'], ['uname', '-a'], ['df', '-h']]
threads = []
for command in commands:
    thread = threading.Thread(target=run_command, args=(command,))
    thread.start()
    threads.append(thread)
for thread in threads:
    thread.join()

2、使用多进程

import multiprocessing
import subprocess
def run_command(command):
    result = subprocess.run(command, capture_output=True, text=True)
    print(result.stdout)
commands = [['ls', '-l'], ['uname', '-a'], ['df', '-h']]
processes = []
for command in commands:
    process = multiprocessing.Process(target=run_command, args=(command,))
    process.start()
    processes.append(process)
for process in processes:
    process.join()