Python如何高效调用Bash命令？

在Python中调用Bash命令是常见的系统交互需求，尤其在自动化运维、数据处理或开发工具链中，Python提供了多种方式执行Bash命令，包括os.system、subprocess模块、os.popen以及第三方库paramiko（用于远程执行）,以下是详细解析：

基础方法：os.system

os.system是最简单的调用方式，直接执行Bash命令并返回退出状态码，但无法获取命令的输出结果。

import os
status = os.system("ls -l")  # 执行ls -l命令，返回0表示成功

特点：

• 优点：简单直观，适合快速执行命令。
• 缺点：无法捕获输出，不适合需要处理结果的场景。

推荐方法：subprocess模块

subprocess是Python 3.5+提供的标准库，功能强大且灵活，支持获取输出、错误流及超时控制。

subprocess.run（推荐）

import subprocess
result = subprocess.run(["ls", "-l"], capture_output=True, text=True)
print(result.stdout)  # 打印标准输出
print(result.stderr)  # 打印标准错误

参数说明：
| 参数 | 作用 | 示例值 |
|—————|——————————-|———————-|
| args | 命令及参数列表 | ["ls", "-l"] |
| capture_output | 是否捕获输出 | True |
| text | 是否以文本形式返回输出 | True（默认bytes）|
| timeout | 超时时间（秒） | 5 |

subprocess.Popen（高级用法）

适合复杂场景，如实时处理输出流：

import subprocess
process = subprocess.Popen(["ping", "-c", "4", "example.com"], stdout=subprocess.PIPE, text=True)
for line in process.stdout:  
    print(line.strip())  # 实时打印输出

其他方法

os.popen

output = os.popen("ls -l").read()  # 获取命令输出
print(output)

特点：比os.system更灵活，但已被subprocess取代。

第三方库paramiko

用于远程执行Bash命令（需SSH连接）：

import paramiko
ssh = paramiko.SSHClient()
ssh.connect("hostname", username="user", password="pass")
stdin, stdout, stderr = ssh.exec_command("ls -l")
print(stdout.read().decode())
ssh.close()

最佳实践

1. 安全性：避免直接拼接用户输入到命令中，防止命令注入攻击。

   
   （图片来源网络，侵删）

   # 错误示例（危险！）
   user_input = "malicious; rm -rf /"
   os.system(f"echo {user_input}")
   # 正确做法
   subprocess.run(["echo", user_input])

2. 错误处理：检查返回码或异常。

   try:
       result = subprocess.run(["invalid_cmd"], check=True)
   except subprocess.CalledProcessError as e:
       print(f"命令失败: {e}")

3. 跨平台兼容性：使用shutil.which检查命令是否存在。

   import shutil
   if shutil.which("ls"):
       print("ls命令可用")

FAQs

Q1: 如何在Python中执行需要sudo权限的Bash命令？
A1: 可以通过sudo前缀，但需注意密码输入，推荐使用sudo的-S参数从标准输入读取密码：

import subprocess
password = "your_password"
process = subprocess.Popen(["sudo", "-S", "apt", "update"], stdin=subprocess.PIPE, text=True)
process.communicate(input=password + "\n")

Q2: 如何在Python中同时获取命令的输出和错误流？
A2: 使用subprocess.run的stdout和stderr参数，或合并流：

# 方法1：分别捕获
result = subprocess.run(["cmd"], stdout=subprocess.PIPE, stderr=subprocess.PIPE, text=True)
print(result.stdout, result.stderr)
# 方法2：合并流（stderr重定向到stdout）
result = subprocess.run(["cmd"], stdout=subprocess.PIPE, stderr=subprocess.STDOUT, text=True)
print(result.stdout)

通过合理选择调用方式，Python可以高效地与Bash命令交互,满足从简单执行到复杂系统管理的各类需求。