我们知道，python 在自动化领域中被广泛应用，可以很好地自动化处理一些任务，就比如编写 Python 脚本自动化执行重复性的任务，如文件处理、数据处理、系统管理等需要运行其他程序或者与操作系统交互的任务。
那么今天我们来看一下在 python 中如何运行 shell 命令来与操作系统交互。
一般来讲，最好是用 python 自带的函数或模块，而不是直接调用其他程序或者操作系统的命令
我们来看一下 python 中有哪些自带模块或者方法可以实现
pathlib 模块
如果你需要创建或者删除文件/目录，检查文件是否存在或者改变权限等，你完全不需要使用操作系统的命令
你可以完全通过 pathlib 模块来实现，它有你需要的一切，甚至 glob、os.path 都可以不用
我们来简单看一下关于这个模块的例子：
from pathlib import Path # 创建一个Path对象表示当前工作目录 current_directory = Path.cwd() print("当前工作目录:", current_directory) # 创建一个新的目录 new_directory = current_directory / "my_folder" new_directory.mkdir() print("创建新目录:", new_directory) # 创建一个新的文件 new_file = new_directory / "my_file.txt" new_file.touch() print("创建新文件:", new_file) # 写入文件 with new_file.open(mode='w') as f: f.write("Hello, World!") # 读取文件内容 with new_file.open() as f: content = f.read() print("文件内容:", content) # 遍历目录中的文件 for file in new_directory.iterdir(): print("文件:", file) # 删除文件和目录 new_file.unlink() new_directory.rmdir() print("删除文件和目录:", new_file, new_directory)
tempfile 模块
在 Python 中临时创建和处理文件时，tempfile 模块提供了方便的方法。
它可以在临时目录中创建临时文件和临时文件夹，并提供了一些便利的函数和类来管理这些临时文件。
import tempfile # 创建临时文件 temp_file = tempfile.NamedTemporaryFile(delete=False) temp_file.write(b'This is a temporary file.') temp_file.close() # 打印临时文件路径 print("临时文件路径:", temp_file.name) # 打开临时文件并读取内容 with open(temp_file.name, 'r') as f: content = f.read() print("临时文件内容:", content) # 创建临时目录 temp_dir = tempfile.TemporaryDirectory() # 打印临时目录路径 print("临时目录路径:", temp_dir.name) # 自动清理临时目录 temp_dir.cleanup()
shutil 模块
前面我们知道 pathlib 模块满足了 python 中大多数与文件相关的需求
如果需要例如复制，移动，删除或创建文件，可以使用 shutil 模块
import shutil # 复制文件 shutil.copy('source_file.txt', 'destination_folder/') # 移动文件 shutil.move('source_file.txt', 'destination_folder/') # 删除文件 shutil.remove('file_to_be_deleted.txt') # 删除目录 shutil.rmtree('directory_to_be_deleted/') # 创建压缩文件 shutil.make_archive('archive', 'zip', 'source_folder/') # 解压缩文件 shutil.unpack_archive('archive.zip', 'destination_folder/')
os 模块
os 模块是 Python 中一个更老的、更底层的模块，提供了与操作系统交互和执行文件系统操作的功能
但是随着 python 的发展，越来越多面向对象的、更直观和易于使用的模块可以供大家使用
对于 os 模块，大家可以了解一下就行了
import os print(os.getenv('PATH')) # 获取环境变量PATH的值，并打印 # 示例输出：/home/martin/.local/bin:/usr/local/sbin:/usr/local/bin:... print(os.uname()) # 获取操作系统的信息，并打印 # 示例输出：posix.uname_result(sysname='Linux', nodename='...', release='...', version='...', machine='x86_64') print(os.times()) # 获取进程的CPU时间信息，并打印 # 示例输出：posix.times_result(user=0.01, system=0.0, children_user=0.0, children_system=0.0, elapsed=1740.63) print(os.cpu_count()) # 获取可用的CPU核心数量，并打印 # 示例输出：16 print(os.getloadavg()) # 获取系统的平均负载，并打印 # 示例输出：(2.021484375, 2.35595703125, 2.04052734375) old_umask = os.umask(0o022) # 设置文件创建时的权限掩码，并将旧的掩码保存起来 # 在此处可以执行与文件相关的操作... os.umask(old_umask) # 恢复旧的文件权限掩码
sh 模块
sh 模块不是 python 的标准模块，它是一个第三方模块，在使用之前我们需要安装它
pip install sh
import sh # 在 $PATH 中运行任何命令... print(sh.ls('-la')) # 执行ls命令并打印输出 # 示例输出： # total 36 # drwxrwxr-x 2 martin martin 4096 apr 8 14:18 . # drwxrwxr-x 41 martin martin 20480 apr 7 15:23 .. # -rw-rw-r-- 1 martin martin 30 apr 8 14:18 examples.py ls_cmd = sh.Command('ls') print(ls_cmd('-la')) # 显式调用 # 使用Command对象执行ls命令并打印输出 # 示例输出与上述相同 # 如果命令不在PATH中： custom_cmd = sh.Command('/path/to/my/cmd') custom_cmd('some', 'args') # 执行自定义命令并传递参数 with sh.contrib.sudo: # 使用'sudo'执行一些操作... ... # 使用'sudo'执行一些操作的上下文环境
当我们通过 sh 模块去执行一些 shell 命令时，sh 模块会尝试在本地环境变量（$PATH）中查找带有该名称的内置 shell 命令或二进制文件
如果没有找到，可以自己添加命令路径
custom_cmd = sh.Command('/path/to/my/cmd') custom_cmd('some', 'args') # 执行自定义命令并传递参数
如果要将命令的输出写入到文件里面，可以使用 _out 参数
#相当于 ip address > /tmp/ipaddr sh.ip.address(_out='/tmp/ipaddr')
我们在敲 shell 命令时通常会使用到管道符（|），在 sh 模块中通过 _in 参数来实现
print(sh.awk('{print $9}', _in=sh.ls('-la'))) # 等同于 "ls -la | awk '{print $9}'" print(sh.wc('-l', _in=sh.ls('.', '-1'))) # 等同于 "ls -1 | wc -l"
对于异常处理，我们可以简单地处理 ErrorReturnCode 或 TimeoutException 异常
try: sh.cat('/tmp/doesnt/exist') except sh.ErrorReturnCode as e: print(f'Command {e.full_cmd} exited with {e.exit_code}') # '/usr/bin/cat /tmp/doesnt/exist' 命令结果返回 1 curl = sh.curl('https://httpbin.org/delay/5', _bg=True) try: curl.wait(timeout=3) except sh.TimeoutException: print("Command timed out...") curl.kill()
