为什么使用Python的os模块方法而不是直接执行shell命令？

Question

我试图理解使用Python库函数执行操作系统特定任务（如创建文件/目录、更改文件属性等）背后的动机，而不是仅仅通过os.system()或subprocess.call()执行这些命令？

例如，为什么我要使用os.chmod而不是os.system("chmod...")？

我知道，尽可能多地使用Python可用的库方法，而不是直接执行shell命令，会更加“pythonic”。但是，从功能的角度来看，这样做背后还有其他动机吗？

我只是在说执行简单的单行shell命令。当我们需要对任务的执行进行更多的控制时，我理解使用subprocess模块更有意义，例如。

Answer 1

这样比较安全。下面是一个脚本示例

import os
file = raw_input("Please enter a file: ")
os.system("chmod 777 " + file)

如果用户的输入是test; rm -rf ~，那么将删除主目录。

这就是为什么使用内置函数更安全的原因。

因此，为什么您也应该使用子流程而不是系统。

Answer 2

1. 它可以更快地创建新的进程，这对于这种简单的事情来说是不必要的。实际上，带有shell参数的os.system和subprocess.call通常会创建至少两个新进程：第一个进程是shell，第二个进程是您正在运行的命令（如果它不是像test那样的shell内置进程）。

2. 有些命令在单独的过程中是无用的。例如，如果运行os.spawn("cd dir/")，它将更改子进程的当前工作目录，但不会更改Python进程的当前工作目录。你需要用os.chdir来实现。

3. 您不必担心shell解释的特殊字符。os.chmod(path, mode)无论文件名是什么都可以工作，而os.spawn("chmod 777 " + path)如果文件名是类似; rm -rf ~的文件名，则会失败。（注意，如果使用subprocess.call而不使用shell参数，则可以解决此问题。）

4. 您不必担心以破折号开头的文件名。os.chmod("--quiet", mode)将更改名为--quiet的文件的权限，但是os.spawn("chmod 777 --quiet")将失败，因为--quiet被解释为参数。即使对于subprocess.call(["chmod", "777", "--quiet"])也是如此。

5. 因为Python的标准库应该为您处理这些问题，所以跨平台和跨shell的关注点更少。您的系统是否有chmod命令？是否已安装？它是否支持您希望它支持的参数？如果不可能的话，os模块将尝试尽可能跨平台和文档。

6. 如果您运行的命令有您关心的输出，您需要解析它，这比听起来更难，因为您可能会忘记角大小写（文件名中有空格、制表符和换行符），即使您不关心可移植性。

Answer 3

在执行命令时，在^{}模块中优先使用Python更具体的方法的情况有四种：

• 冗余-生成另一个进程是冗余的，浪费时间和资源。
• 可移植性-模块中的许多方法在多个平台上可用，而许多shell命令是操作系统特有的。
• 了解结果-生成一个进程来执行任意命令会迫使您分析输出结果，并了解如果和为什么某个命令做错了什么。
• 安全性-进程可以潜在地执行其给定的任何命令。这是一个弱设计，可以通过在os模块中使用特定的方法来避免。

冗余（见redundant code）：

实际上，您正在执行一个多余的“中间人”以到达最终的系统调用（在您的示例中是chmod）。这个中间人是一个新的过程或子壳。

来自^{}：

Execute the command (a string) in a subshell ...

而^{}只是一个生成新进程的模块。

你可以做你需要的，而不产生这些过程。

可移植性（见source code portability）：

^{}模块的目标是提供通用操作系统服务，它的描述以以下开头：

This module provides a portable way of using operating system dependent functionality.

在windows和unix上都可以使用^{}。尝试为此功能使用os.system/subprocess将强制您维护两个调用（用于ls/dir），并检查您所使用的操作系统。这不是很方便，而且以后会导致更大的挫败感（请参见处理输出）。

了解命令的结果：

假设要列出目录中的文件。

如果使用的是os.system("ls")/subprocess.call(['ls'])，则只能返回进程的输出，这基本上是一个带有文件名的大字符串。

你怎么能从两个文件中分辨出一个名字中有空格的文件？

如果你没有权限列出这些文件呢？

应该如何将数据映射到python对象？

这些只是我脑子里想出来的，虽然有解决这些问题的办法——为什么还要再解决一个为你解决的问题呢？

这是遵循Don't Repeat Yourself原则（通常被称为“DRY”）的一个例子，方法是不重复一个已经存在并且可以免费获得的实现。

安全性：

os.system和subprocess功能强大。当你需要这种能力的时候是好的，但是当你不需要的时候是危险的。当你使用os.listdir的时候，你知道除了列出文件或引发错误之外，它不能做任何其他事情。当你使用os.system或subprocess来实现相同的行为时，你可能最终会做一些你不想做的事情。

注射安全性（见shell injection examples）：

如果将用户输入用作新命令，基本上就是给了他一个shell。这与SQL注入在DB中为用户提供shell非常相似。

例如，命令的形式如下：

# ... read some user input
os.system(user_input + " some continutation")

这很容易被利用来运行任意代码，使用输入：NASTY COMMAND;#来创建最终的：

os.system("NASTY COMMAND; # some continuation")

有许多这样的命令会使您的系统处于危险之中。