Python开发必备之import subprocess

import subprocess是Python标准库中的一个模块，它允许你在Python脚本内部执行系统命令，获取输出和执行状态。这在编写Python脚本时遇到与系统交互有关的问题时非常有用，如运行shell命令、获取进程id、监视命令输出、Killing process等。在本文中，我们将从多个方面对import subprocess进行详细阐述。

一、 subprocess的基本使用

要使用import subprocess，首先以以下方式导入模块：

import subprocess

接下来，你可以使用subprocess模块的Popen函数来执行命令以及获取命令执行的状态和结果。

import subprocess

# 执行命令并输出结果到屏幕上
subprocess.Popen('ls')

# 执行命令并获取结果
p = subprocess.Popen('ls', stdout=subprocess.PIPE)
output, err = p.communicate()

在这个例子中，我们使用subprocess.Popen()函数执行了ls命令，并且使用subprocess.PIPE将输出存储在变量output中。这意味着你可以通过python脚本去执行shell命令，并且在Python脚本中处理输出结果。

二、控制命令的输出

当你在执行一个shell命令时，你可以使用subprocess模块的多种方式来控制命令行输出的结果。

第一种方法是通过Popen实例的stdout参数指定。例如，你可以通过以下方式将命令行输出错误打印到屏幕上：

p = subprocess.Popen(command, stdout=subprocess.PIPE, stderr=subprocess.STDOUT)
output, err = p.communicate()

if output is not None:
    print(output)
if err is not None:
    print(err)

第二种方式是使用subprocess.PIPE对标准输出或标准错误输出进行捕获。该捕获是通过Popen实例的stdout或stderr参数进行指定的。例如，如果你要获取命令行输出中的前10行，可以通过以下方式实现：

p = subprocess.Popen(command, stdout=subprocess.PIPE)
output, err = p.communicate()

if output is not None:
    print(output.split("\n")[:10])
if err is not None:
    print(err)

三、与操作系统交互

subprocess模块的重要特性是可以访问操作系统的所有信息。可以使用subprocess模块来获取操作系统信息、内存和CPU使用情况等等。以下是一些常见的使用场景：

1. 获取操作系统命令的返回码

有时候你需要确定命令是否执行成功，你可以在执行Popen()之后使用wait()或poll()来获取命令的退出代码。wait()会阻塞进程直到命令完成，而poll()则返回进程的退出代码或None（如果进程还没有完成）。

p = subprocess.Popen(command, stdout=subprocess.PIPE)
p.wait()

if p.returncode == 0:
    # 命令执行成功
else:
    # 命令执行失败

2. 监视命令的输出

有时候你需要实时监视命令的输出以便及时地获取操作系统的反馈。你可以使用subprocess.Popen()创建一个进程对象，并使用while循环知道命令执行完毕来监视输出。

p = subprocess.Popen(command, stdout=subprocess.PIPE)

while True:
    output = p.stdout.readline().decode('utf-8')

    if output == '' and p.poll() is not None:
        break
    if output:
        print(output.strip())

# 等待命令执行完毕
p.wait()

四、危险的命令注入

当你使用subprocess模块来执行命令时，你需要非常小心。如果你不小心允许用户为命令输入变量，那么在使用subprocess模块时就会存在危险性，而且会让攻击者注入恶意的命令。

以下是示例代码，操作系统中的某些命令被注入到了input_str字符串中：

input_str = 'cat /etc/passwd'
p = subprocess.Popen(input_str, stdout=subprocess.PIPE, shell=True)
output, err = p.communicate()

if output is not None:
    print(output)
if err is not None:
    print(err)

在这种情况下，攻击者可以注入任何命令。因此，你需要小心地检查命令中的输入变量，以确保它们不会被注入任何恶意的代码。

五、结论

import subprocess是Python开发中必不可少的一个模块。通过使用该模块，我们可以实现在Python脚本中执行shell命令，并且可以使用Python脚本处理来自shell命令的输出，如日志、彩色输出等。在使用subprocess模块时，请时刻小心命令注入，在执行命令时仔细检查输入变量，以确保其安全性。