Python 运行 shell 命令的一些方法

米高扬

哈喽大家好，我是咸鱼
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

1. from pathlib import Path
3. # 创建一个Path对象表示当前工作目录
4. current_directory = Path.cwd()
5. print("当前工作目录:", current_directory)
7. # 创建一个新的目录
8. new_directory = current_directory / "my_folder"
9. new_directory.mkdir()
10. print("创建新目录:", new_directory)
12. # 创建一个新的文件
13. new_file = new_directory / "my_file.txt"
14. new_file.touch()
15. print("创建新文件:", new_file)
17. # 写入文件
18. with new_file.open(mode='w') as f:
19.     f.write("Hello, World!")
21. # 读取文件内容
22. with new_file.open() as f:
23.     content = f.read()
24. print("文件内容:", content)
26. # 遍历目录中的文件
27. for file in new_directory.iterdir():
28.     print("文件:", file)
30. # 删除文件和目录
31. new_file.unlink()
32. new_directory.rmdir()
33. print("删除文件和目录:", new_file, new_directory)

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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

1. import tempfile
3. # 创建临时文件
4. temp_file = tempfile.NamedTemporaryFile(delete=False)
5. temp_file.write(b'This is a temporary file.')
6. temp_file.close()
8. # 打印临时文件路径
9. print("临时文件路径:", temp_file.name)
11. # 打开临时文件并读取内容
12. with open(temp_file.name, 'r') as f:
13.     content = f.read()
14. print("临时文件内容:", content)
16. # 创建临时目录
17. temp_dir = tempfile.TemporaryDirectory()
19. # 打印临时目录路径
20. print("临时目录路径:", temp_dir.name)
22. # 自动清理临时目录
23. temp_dir.cleanup()

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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

1. import shutil
3. # 复制文件
4. shutil.copy('source_file.txt', 'destination_folder/')
6. # 移动文件
7. shutil.move('source_file.txt', 'destination_folder/')
9. # 删除文件
10. shutil.remove('file_to_be_deleted.txt')
12. # 删除目录
13. shutil.rmtree('directory_to_be_deleted/')
15. # 创建压缩文件
16. shutil.make_archive('archive', 'zip', 'source_folder/')
18. # 解压缩文件
19. shutil.unpack_archive('archive.zip', 'destination_folder/')

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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

1. import os
3. print(os.getenv('PATH'))
4. # 获取环境变量PATH的值，并打印
5. # 示例输出：/home/martin/.local/bin:/usr/local/sbin:/usr/local/bin:...
7. print(os.uname())
8. # 获取操作系统的信息，并打印
9. # 示例输出：posix.uname_result(sysname='Linux', nodename='...', release='...', version='...', machine='x86_64')
11. print(os.times())
12. # 获取进程的CPU时间信息，并打印
13. # 示例输出：posix.times_result(user=0.01, system=0.0, children_user=0.0, children_system=0.0, elapsed=1740.63)
15. print(os.cpu_count())
16. # 获取可用的CPU核心数量，并打印
17. # 示例输出：16
19. print(os.getloadavg())
20. # 获取系统的平均负载，并打印
21. # 示例输出：(2.021484375, 2.35595703125, 2.04052734375)
23. old_umask = os.umask(0o022)
24. # 设置文件创建时的权限掩码，并将旧的掩码保存起来
25. # 在此处可以执行与文件相关的操作...
27. os.umask(old_umask)
28. # 恢复旧的文件权限掩码

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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

1. pip install sh

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1. import sh
3. # 在 $PATH 中运行任何命令...
4. print(sh.ls('-la'))
5. # 执行ls命令并打印输出
6. # 示例输出：
7. # total 36
8. # drwxrwxr-x  2 martin martin  4096 apr  8 14:18 .
9. # drwxrwxr-x 41 martin martin 20480 apr  7 15:23 ..
10. # -rw-rw-r--  1 martin martin    30 apr  8 14:18 examples.py
12. ls_cmd = sh.Command('ls')
13. print(ls_cmd('-la'))  # 显式调用
14. # 使用Command对象执行ls命令并打印输出
15. # 示例输出与上述相同
17. # 如果命令不在PATH中：
18. custom_cmd = sh.Command('/path/to/my/cmd')
19. custom_cmd('some', 'args') # 执行自定义命令并传递参数
22. with sh.contrib.sudo:
23.     # 使用'sudo'执行一些操作...
24.     ...
25. # 使用'sudo'执行一些操作的上下文环境

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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

1. custom_cmd = sh.Command('/path/to/my/cmd')
2. custom_cmd('some', 'args')  # 执行自定义命令并传递参数

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如果要将命令的输出写入到文件里面，可以使用 _out 参数

1. #相当于 ip address > /tmp/ipaddr
2. sh.ip.address(_out='/tmp/ipaddr')

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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

1. print(sh.awk('{print $9}', _in=sh.ls('-la')))
2. # 等同于 "ls -la | awk '{print $9}'"
4. print(sh.wc('-l', _in=sh.ls('.', '-1')))
5. # 等同于  "ls -1 | wc -l"

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对于异常处理，我们可以简单地处理 ErrorReturnCode 或 TimeoutException 异常

1. try:
2.     sh.cat('/tmp/doesnt/exist')
3. except sh.ErrorReturnCode as e:
4.     print(f'Command {e.full_cmd} exited with {e.exit_code}')
5.     # '/usr/bin/cat /tmp/doesnt/exist' 命令结果返回 1
7. curl = sh.curl('https://httpbin.org/delay/5', _bg=True)
8. try:
9.     curl.wait(timeout=3)
10. except sh.TimeoutException:
11.     print("Command timed out...")
12.     curl.kill()

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来源:https://www.cnblogs.com/edisonfish/p/17560956.html
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