在Python中执行Linux命令是开发过程中常见的需求,特别是在自动化运维、数据处理或系统监控等场景中，Python提供了多种方式来调用系统命令，每种方法都有其适用场景和特点，本文将详细介绍几种常用的方法，包括os.system、subprocess模块、os.popen以及第三方库fabric和paramiko，并通过表格对比它们的优缺点，帮助开发者选择最合适的工具。
os.system是最简单直接的方法，它通过调用系统的默认shell来执行命令。os.system('ls -l')会在Linux终端中执行ls -l命令，并输出结果，但这种方法存在明显缺点：无法直接获取命令的输出结果，只能通过返回值判断命令是否成功执行（返回0表示成功，非0表示失败）。os.system在处理复杂命令或需要交互式输入的场景时能力有限，且安全性较低，容易受到命令注入攻击。os.system仅适用于简单的、不需要捕获输出的命令执行场景。
相比之下,subprocess模块是Python官方推荐执行系统命令的方式，功能强大且灵活。subprocess.run是Python 3.5后引入的高阶API，可以方便地执行命令并获取输出、返回码等信息。subprocess.run(['ls', '-l'], check=True, stdout=subprocess.PIPE, text=True)会执行ls -l命令，check=True表示命令返回非零码时抛出异常，stdout=subprocess.PIPE捕获标准输出，text=True将输出解码为字符串。subprocess还支持输入重定向、管道操作等高级功能，如subprocess.run(['grep', 'python'], input='hello python world', text=True, stdout=subprocess.PIPE)会将输入字符串传递给grep命令进行过滤，需要注意的是，subprocess.run在处理复杂命令时需要正确处理参数列表，避免命令注入风险，建议将命令拆分为列表形式而非直接拼接字符串。
除了subprocess.run，subprocess.Popen提供了更底层的控制，适用于需要持续与子进程交互的场景，通过Popen可以启动一个命令后，分别读取其标准输出和错误流，实现实时处理输出。subprocess.Popen的用法相对复杂，但灵活性更高，适合需要精细控制进程行为的场景。
import subprocess
process = subprocess.Popen(['ping', '-c', '4', 'example.com'], stdout=subprocess.PIPE, stderr=subprocess.PIPE, text=True)
stdout, stderr = process.communicate()
print("Output:", stdout)
print("Error:", stderr)
上述代码会执行ping命令，并在命令结束后一次性获取输出和错误信息。
对于更复杂的系统管理任务,第三方库如fabric和paramiko提供了更高级的抽象。fabric基于paramiko构建，专注于远程命令执行和文件传输，简化了SSH连接管理。
from fabric import Connection
result = Connection('host', user='username', connect_kwargs={"password": "password"}).run('ls -l')
print(result.stdout)
而paramiko则是一个纯Python实现的SSH库，支持更底层的SSH协议操作，适合需要自定义SSH协议行为的场景，这些第三方库通常适用于需要频繁与远程服务器交互的场景，但需要额外安装依赖。
以下是几种执行Linux命令方法的对比表格：
| 方法 | 优点 | 缺点 | 适用场景 |
|---|---|---|---|
os.system |
简单易用，无需额外依赖 | 无法获取输出，安全性低，功能有限 | 简单命令，不需要捕获输出 |
subprocess.run |
功能强大，可获取输出和返回码，支持高级特性 | 需要处理参数列表，复杂场景代码稍复杂 | 通用场景，推荐使用 |
subprocess.Popen |
灵活性高，支持实时交互 | 代码复杂，需要手动管理进程流 | 需要持续交互或精细控制进程 |
fabric/paramiko |
支持远程执行，简化SSH管理 | 需要额外安装，依赖SSH服务 | 远程服务器管理，自动化运维 |
在选择方法时,如果只是执行简单命令且不需要输出，os.system足够使用；如果需要捕获输出或处理复杂逻辑，subprocess.run是最佳选择；对于需要与进程持续交互的场景，subprocess.Popen更合适；而远程服务器管理则推荐fabric或paramiko。
相关问答FAQs：
Q1: 为什么不推荐使用os.system执行包含用户输入的命令？
A1: os.system直接拼接字符串执行命令，容易受到命令注入攻击，如果用户输入是"; rm -rf /"，命令会变成os.system('ls -l; rm -rf /')，导致危险操作，而subprocess.run通过列表传递参数，可以避免这种风险。
Q2: 如何在Python中执行需要sudo权限的Linux命令？
A2: 可以通过subprocess.run结合sudo执行，但需要处理密码输入。subprocess.run(['sudo', '-S', 'ls', '/root'], input='password\n', text=True)，其中-S表示从标准输入读取密码，但更安全的方式是配置sudoers文件允许无密码执行特定命令，或使用os.setuid切换用户权限（需谨慎）。
