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Python调用Shell脚本完全指南 - 多种方法详解与代码示例
Python调用Shell脚本的多种方法详解
本文详细介绍了在Python中调用和执行Shell脚本的多种方法，包括os.system(), os.popen(), subprocess模块等，每种方法都提供了详细的代码示例和使用场景分析，帮助开发者选择最适合自己需求的方式。
目录
1. 为什么需要在Python中调用Shell脚本？
在Python开发中，有时需要执行Shell命令或脚本的主要原因包括：
- 利用现有Shell脚本的功能而不必用Python重写
- 执行系统级操作（如文件管理、进程监控等）
- 调用系统工具和命令行程序
- 自动化系统管理和部署任务
- 需要执行复杂管道操作时
2. 使用os.system方法
os.system是Python中最简单的执行Shell命令的方法，它会直接执行命令并返回退出状态码。
基本用法：
import os
# 执行简单命令
exit_code = os.system("ls -l")
print(f"命令退出状态码: {exit_code}")
# 执行Shell脚本
script_exit = os.system("./myscript.sh")
print(f"脚本退出状态码: {script_exit}")
优缺点：
| 优点 | 缺点 |
|---|---|
| 使用简单，一行代码即可执行 | 无法获取命令输出 |
| 适合执行简单命令 | 安全性较低（存在命令注入风险） |
| 直接返回退出状态码 | 无法控制子进程 |
3. 使用os.popen方法
os.popen可以执行命令并获取其输出，返回一个文件对象。
基本用法：
import os
# 执行命令并获取输出
output = os.popen('ls -l').read()
print("命令输出:")
print(output)
# 执行Shell脚本并获取输出
script_output = os.popen('./myscript.sh arg1 arg2').read()
print("脚本输出:")
print(script_output)
注意： os.popen在Python 2.6+已被subprocess替代，但在简单场景中仍可使用。
4. 使用subprocess模块
subprocess模块是Python中执行外部命令的推荐方式，提供了更强大的功能和灵活性。
4.1 subprocess.run()（Python 3.5+）
import subprocess
# 执行命令并获取结果
result = subprocess.run(['ls', '-l'], capture_output=True, text=True)
print(f"退出状态码: {result.returncode}")
print(f"标准输出:\n{result.stdout}")
print(f"标准错误:\n{result.stderr}")
# 执行Shell脚本
script_result = subprocess.run(
['./myscript.sh', 'arg1', 'arg2'],
capture_output=True,
text=True
)
4.2 subprocess.Popen()（高级用法）
当需要更精细控制时（如管道、异步执行等），可以使用Popen类：
# 执行命令并实时处理输出
process = subprocess.Popen(
['ping', '-c', '4', 'google.com'],
stdout=subprocess.PIPE,
stderr=subprocess.PIPE,
text=True
)
# 实时读取输出
while True:
output = process.stdout.readline()
if output == '' and process.poll() is not None:
break
if output:
print(output.strip())
# 等待进程结束并获取返回码
return_code = process.wait()
print(f"返回码: {return_code}")
4.3 执行Shell脚本并传递环境变量
import subprocess
import os
# 设置环境变量
env = os.environ.copy()
env['CUSTOM_VAR'] = 'custom_value'
# 执行脚本并传递环境变量
result = subprocess.run(
['./env_script.sh'],
capture_output=True,
text=True,
env=env
)
print(result.stdout)
5. 使用sh库（第三方库）
sh是一个流行的第三方库，提供更Pythonic的方式来调用Shell命令。
安装与基本使用：
# 安装sh库 # pip install sh
from sh import ls, grep, ifconfig
# 执行命令
ls("-l", "/tmp")
# 管道操作
grep(grep("error", "/var/log/syslog", "-i"), "critical")
# 执行Shell脚本
myscript = sh.Command("./myscript.sh")
result = myscript("arg1", "arg2", _env={"CUSTOM_VAR": "value"})
print(result)
6. 实际应用场景
场景1：自动化部署脚本
import subprocess
def deploy_app():
print("开始拉取最新代码...")
subprocess.run(["git", "pull"], check=True)
print("安装依赖...")
subprocess.run(["pip", "install", "-r", "requirements.txt"], check=True)
print("执行数据库迁移...")
subprocess.run(["./manage.py", "migrate"], check=True)
print("重启服务...")
subprocess.run(["sudo", "systemctl", "restart", "myapp.service"], check=True)
print("部署成功!")
if __name__ == "__main__":
deploy_app()
场景2：系统监控脚本
import subprocess
import time
def monitor_system():
while True:
# 获取CPU使用率
cpu_result = subprocess.run(
["top", "-bn1"],
capture_output=True,
text=True
)
# 处理输出...
# 获取内存使用情况
mem_result = subprocess.run(
["free", "-m"],
capture_output=True,
text=True
)
# 处理输出...
time.sleep(60) # 每分钟检查一次
if __name__ == "__main__":
monitor_system()
7. 最佳实践与注意事项
安全注意事项
- 避免使用
shell=True参数，除非必要，以防止命令注入漏洞 - 永远不要将未经验证的用户输入直接传递给subprocess
- 使用参数列表而不是拼接字符串
最佳实践
- 优先使用
subprocess.run()（Python 3.5+） - 使用
capture_output=True和text=True简化输出捕获 - 使用
check=True让命令在非零退出时抛出异常 - 对长时间运行的进程使用超时参数
- 使用绝对路径执行脚本，避免路径问题
- 正确处理命令的输出和错误流
常见问题解决
- 命令找不到：使用完整路径或确保命令在PATH中
- 权限问题：确保Python进程有执行权限
- 编码问题：设置正确的编码（如
encoding='utf-8'） - 挂起进程：使用
timeout参数或异步处理
总结
Python提供了多种执行Shell脚本的方法，从简单的os.system到功能强大的subprocess模块。在选择方法时，应考虑：
- 是否需要捕获命令输出
- 是否需要实时处理输出
- 对错误处理的要求
- 安全性需求
对于大多数现代Python应用，推荐使用subprocess.run()方法，它提供了最佳的功能和安全性平衡。
本文由CaiBai于2025-07-18发表在吾爱品聚，如有疑问，请联系我们。
本文链接：https://www.521pj.cn/20255928.html
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