Python执行Shell命令并获取结果：深入解析与实战
Python可以通过多种方式执行Shell命令并获取结果，常用的方式包括 subprocess模块。subprocess模块允许你生成新的进程，连接它们的输入/输出/错误管道，并获取它们的返回码。本指南将深入解析如何使用Python执行Shell命令，并提供一些实战示例。
一、subprocess模块简介
subprocess模块提供了强大的进程创建接口和与进程交互的功能。常用的方法有：
subprocess.run()subprocess.Popen()subprocess.check_output()
1. subprocess.run()
subprocess.run()是Python 3.5中引入的，推荐用于大多数情况下的Shell命令执行。
import subprocess
result = subprocess.run(['ls', '-l'], capture_output=True, text=True)
print(result.stdout)
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2. subprocess.Popen()
subprocess.Popen()提供更强大的功能，可以与子进程进行更细粒度的交互。
import subprocess
process = subprocess.Popen(['ls', '-l'], stdout=subprocess.PIPE, stderr=subprocess.PIPE, text=True)
stdout, stderr = process.communicate()
print(stdout)
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3. subprocess.check_output()
subprocess.check_output()用于执行命令并获取输出，如果命令返回非零值会抛出异常。
import subprocess
output = subprocess.check_output(['ls', '-l'], text=True)
print(output)
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二、深入解析与实战
1. 基本命令执行
使用 subprocess.run()执行基本命令，并捕获输出和错误信息。
import subprocess
def execute_command(command):
try:
result = subprocess.run(command, capture_output=True, text=True, check=True)
return result.stdout
except subprocess.CalledProcessError as e:
return f"Error: {e.stderr}"
output = execute_command(['ls', '-l'])
print(output)
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2. 处理长时间运行的命令
使用 subprocess.Popen()处理长时间运行的命令，并实时获取输出。
import subprocess
def execute_long_running_command(command):
process = subprocess.Popen(command, stdout=subprocess.PIPE, stderr=subprocess.PIPE, text=True)
for stdout_line in iter(process.stdout.readline, ""):
print(stdout_line, end="") # 实时输出
process.stdout.close()
process.wait()
return process.returncode
return_code = execute_long_running_command(['ping', 'google.com', '-c', '4'])
print(f"Command finished with return code: {return_code}")
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3. 使用Shell模式执行命令
有时需要通过Shell执行命令，这时可以使用 shell=True参数。
import subprocess
def execute_shell_command(command):
result = subprocess.run(command, shell=True, capture_output=True, text=True)
return result.stdout
output = execute_shell_command('ls -l | grep py')
print(output)
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4. 捕获标准输出和标准错误
同时捕获标准输出和标准错误，并处理错误信息。
import subprocess
def execute_command_with_error_handling(command):
try:
result = subprocess.run(command, capture_output=True, text=True, check=True)
return result.stdout
except subprocess.CalledProcessError as e:
return f"Error: {e.stderr}"
output = execute_command_with_error_handling(['ls', '-l', '/nonexistent'])
print(output)
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5. 设置命令超时
可以设置命令的执行超时，避免长时间挂起。
import subprocess
def execute_command_with_timeout(command, timeout):
try:
result = subprocess.run(command, capture_output=True, text=True, timeout=timeout)
return result.stdout
except subprocess.TimeoutExpired as e:
return "Error: Command timed out"
output = execute_command_with_timeout(['sleep', '5'], timeout=2)
print(output)
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三、实战示例
示例1：获取系统信息
import subprocess
def get_system_info():
uname = subprocess.run(['uname', '-a'], capture_output=True, text=True)
return uname.stdout
print(get_system_info())
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示例2：检查网络连通性
import subprocess
def ping_host(host):
command = ['ping', '-c', '4', host]
result = subprocess.run(command, capture_output=True, text=True)
if result.returncode == 0:
return f"Host {host} is reachable."
else:
return f"Host {host} is not reachable."
print(ping_host('google.com'))
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示例3：备份数据库
import subprocess
def backup_database(db_name, backup_path):
command = f"pg_dump {db_name} > {backup_path}"
result = subprocess.run(command, shell=True, capture_output=True, text=True)
if result.returncode == 0:
return "Database backup successful."
else:
return f"Database backup failed: {result.stderr}"
print(backup_database('mydatabase', '/path/to/backup.sql'))
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四、总结
通过Python的 subprocess模块，可以灵活地执行Shell命令并获取结果，从而实现系统信息获取、网络连通性检查、数据库备份等自动化任务。结合实际需求和场景，选择合适的 subprocess方法，能显著提高开发和运维效率。
思维导图
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| Python执行Shell命令并获取结果 |
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| 一、subprocess模块简介 |
| 1. subprocess.run() |
| 2. subprocess.Popen() |
| 3. subprocess.check_output() |
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| 二、深入解析与实战 |
| 1. 基本命令执行 |
| 2. 处理长时间运行的命令 |
| 3. 使用Shell模式执行命令 |
| 4. 捕获标准输出和标准错误 |
| 5. 设置命令超时 |
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| 三、实战示例 |
| 1. 获取系统信息 |
| 2. 检查网络连通性 |
| 3. 备份数据库 |
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| 四、总结 |
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AI 代码解读
通过以上内容，开发者可以在实际项目中灵活应用Python执行Shell命令，实现各种自动化任务，提高开发和运维效率。
