تنفيذ الأوامر الخارجية في بايثون

كتاب تمهيدي عن قدرات تنفيذ الأوامر في بايثون

تقدم بايثون، المشهورة ببساطتها وقوتها، منهجيات مختلفة للتفاعل مع بيئة الصدفة الأساسية للنظام، مما يتيح تنفيذ البرامج أو أوامر النظام مباشرة من داخل برنامج بايثون النصي. تعمل هذه الإمكانية على تعزيز فائدة Python بشكل كبير، مما يسمح لها بالعمل ليس فقط كأداة لتطوير التطبيقات المستقلة ولكن أيضًا كجسر للاستفادة من الإمكانات الكاملة لأوامر ونصوص shell الخاصة بالنظام. سواء كان الأمر يتعلق بأتمتة المهام الروتينية، أو إدارة موارد النظام، أو دمج تطبيقات Python مع مكونات البرامج الأخرى، فإن فهم كيفية تنفيذ الأوامر الخارجية يعد مهارة أساسية للمطورين.

تتضمن العملية العديد من الوحدات والوظائف المضمنة، ولكل منها حالات الاستخدام والفروق الدقيقة الخاصة بها. على سبيل المثال، توفر وحدة "العملية الفرعية"، التي تم تقديمها لتحل محل الوحدات القديمة مثل "os.system"، وسائل أكثر قوة لإنتاج عمليات جديدة، والاتصال بأنابيب الإدخال/الإخراج/الخطأ الخاصة بها، والحصول على رموز الإرجاع الخاصة بها. توفر الطرق الأخرى، مثل وحدتي os وshutil، أدوات مساعدة إضافية للتنقل في النظام وعمليات الملفات، على التوالي. ستوجهك هذه المقدمة عبر التقنيات الأساسية لتنفيذ أوامر النظام والبرامج الخارجية، مما يضع الأساس لمهام تكامل النظام الأكثر تقدمًا.

فهم تنفيذ الأوامر في بايثون

يعد تنفيذ برنامج أو استدعاء أمر نظام من برنامج Python النصي مطلبًا شائعًا للعديد من المطورين. سواء أكان الأمر يتعلق بأتمتة مهام النظام، أو تشغيل برامج خارجية، أو إدارة عمليات الخادم، توفر Python مكتبات قوية للتعامل مع هذه الاحتياجات بسلاسة. ال عملية فرعية الوحدة النمطية، على سبيل المثال، هي أداة قوية لتوليد عمليات جديدة، والاتصال بأنابيب الإدخال/الإخراج/الخطأ الخاصة بها، والحصول على رموز الإرجاع الخاصة بها. هذه الوحدة مفضلة على الأقدم نظام التشغيل () الطريقة لأنها توفر المزيد من المرونة والتحكم في تنفيذ الأوامر. على سبيل المثال، عملية فرعية () هي طريقة مباشرة لتشغيل الأوامر في بايثون، مما يسمح بالتقاط المخرجات والأخطاء، وهو أمر بالغ الأهمية لتصحيح الأخطاء والتسجيل.

على الجانب الآخر، نظام التشغيل () لا يزال يستخدم في السيناريوهات التي تتطلب تنفيذ أمر سريع وبسيط دون الحاجة إلى التقاط المخرجات. فهو ينفذ الأمر في إطار فرعي، مما يعني أنه أقل أمانًا ويوفر تحكمًا أقل في التنفيذ. يمكن تحقيق سيناريوهات الاستخدام المتقدمة، مثل التنفيذ غير المحظور أو تشغيل الأوامر بالتوازي عملية فرعية.Popen(). تعد هذه الطريقة مفيدة بشكل خاص للأوامر طويلة الأمد حيث تحتاج إلى معالجة الإخراج في الوقت الفعلي أو الاستمرار في تشغيل مهام أخرى بشكل متزامن. يعد فهم الاختلافات بين هذه الطرق ومتى يتم استخدام كل منها أمرًا بالغ الأهمية للبرمجة النصية والأتمتة الفعالة في Python.

تنفيذ أوامر النظام في بايثون

برمجة بايثون

import subprocess
result = subprocess.run(['ls', '-l'], capture_output=True, text=True)
print(result.stdout)

استخدام os.system لتنفيذ الأوامر

مقتطف كود بايثون

import os
os.system('echo Hello World!')

تنفيذ الأوامر غير المتزامنة

تنفيذ بايثون غير المتزامن

import subprocess
process = subprocess.Popen(['ping', '-c 4', 'example.com'], stdout=subprocess.PIPE)
output, error = process.communicate()
print(output.decode())

استكشاف تنفيذ أوامر النظام في بايثون

يعد تنفيذ أوامر النظام من خلال نصوص Python مهارة أساسية للمطورين الذين يتطلعون إلى أتمتة المهام أو إدارة موارد النظام أو التكامل مع البرامج الأخرى. مكتبات بايثون المدمجة، مثل عملية فرعية و نظام التشغيل، تقديم الدعم الشامل لهذه العمليات. ال عملية فرعية توفر الوحدة، على وجه الخصوص، مستوى عالٍ من التحكم والمرونة، مما يمكّن المطورين من تشغيل الأوامر الخارجية، والتقاط مخرجاتهم، ومعالجة الأخطاء. إنه مصمم ليحل محل الوظائف القديمة مثل نظام التشغيل ()، مما يوفر المزيد من الأمان والوظائف، مثل نقل البيانات داخل وخارج الأوامر، وانتظار اكتمال الأوامر، والوصول إلى رموز الإرجاع الخاصة بها.

بينما عملية فرعية قوي، كما أنه أكثر تعقيدًا من الاستخدام نظام التشغيل ()، الذي ينفذ أمرًا في غلاف فرعي وهو أسهل في الاستخدام للمهام المباشرة. ومع ذلك، فهو يوفر تحكمًا أقل في التنفيذ ويعتبر أقل أمانًا. يعتمد الاختيار بين هذه الطرق على الاحتياجات المحددة للمهمة، مثل ما إذا كنت بحاجة إلى معالجة مخرجات الأمر في كود Python الخاص بك. بالإضافة إلى ذلك، فإن فهم كيفية استخدام هذه المكتبات بشكل فعال يمكن أن يعزز بشكل كبير قدرة مطور بايثون على أتمتة وتبسيط سير عمله، مما يجعله مجالًا مهمًا للخبرة في مجال تطوير البرمجيات.

الأسئلة الشائعة حول تنفيذ أوامر النظام في بايثون

1. سؤال: ما هي وحدة العملية الفرعية المستخدمة في بايثون؟
2. إجابة: تُستخدم وحدة العمليات الفرعية لإنتاج عمليات جديدة، والاتصال بأنابيب الإدخال/الإخراج/الخطأ الخاصة بها، والحصول على رموز الإرجاع الخاصة بها.
3. سؤال: هل يمكن لـ subprocess.run() التقاط مخرجات الأمر؟
4. إجابة: نعم، يمكن لـ subprocess.run() التقاط مخرجات الأمر عن طريق تعيين Capture_output حجة للصحيح.
5. سؤال: هل os.system() آمن لتنفيذ أوامر النظام؟
6. إجابة: يعتبر os.system() أقل أمانًا لأنه ينفذ الأوامر في غلاف فرعي، مما قد يكون عرضة لهجمات حقن الصدفة.
7. سؤال: كيف يمكنني تنفيذ أمر دون انتظار اكتماله؟
8. إجابة: يمكنك استخدام subprocess.Popen() لتنفيذ أمر دون حظر، مما يسمح لبقية البرنامج النصي بمواصلة التشغيل.
9. سؤال: هل يمكنني تشغيل أوامر متعددة بالتوازي باستخدام بايثون؟
10. إجابة: نعم، يمكنك تشغيل أوامر متعددة بالتوازي باستخدام subprocess.Popen() لكل أمر وإدارتها في البرنامج النصي الخاص بك.
11. سؤال: كيف أتعامل مع الأخطاء في أمر العملية الفرعية؟
12. إجابة: يمكنك التعامل مع الأخطاء عن طريق التحقق من رمز الإرجاع الخاص بالأمر أو التقاط مخرجات الخطأ القياسية باستخدام ملف com.stderr الوسيطة في subprocess.run().
13. سؤال: ما الفرق بين subprocess.run() و subprocess.Popen()؟
14. إجابة: تم تصميم subprocess.run() للحالات الأبسط حيث تحتاج فقط إلى تنفيذ أمر والانتظار حتى ينتهي، بينما يوفر subprocess.Popen() مزيدًا من التحكم في السيناريوهات المعقدة، مثل التنفيذ غير المحظور أو التقاط مخرجات البث.
15. سؤال: كيف يمكنني التأكد من أن برنامج Python النصي الخاص بي ينتظر اكتمال العملية الفرعية؟
16. إجابة: يمكنك استخدام التابع wait() لكائن Popen أو استخدام subprocess.run()‎ مع سلوك الانتظار افتراضيًا.
17. سؤال: هل من الممكن تنفيذ أوامر shell من Python دون استخدام العمليات الفرعية أو وحدات نظام التشغيل؟
18. إجابة: على الرغم من أن العمليات الفرعية ونظام التشغيل هما الطريقتان القياسيتان والموصى بهما لتنفيذ أوامر shell، إلا أن الطرق البديلة مثل استخدام مكتبات الطرف الثالث موجودة ولكنها بشكل عام أقل أمانًا ولا يوصى بها.

اختتام تنفيذ أوامر النظام باستخدام بايثون

إن إتقان تنفيذ أوامر النظام في Python يزود المطورين بالقدرة على أتمتة المهام والتفاعل مع نظام التشغيل وتشغيل البرامج الخارجية بكفاءة. تبرز وحدة العمليات الفرعية باعتبارها الأداة الأكثر تنوعًا لمثل هذه العمليات، حيث توفر التحكم في تدفقات الإدخال/الإخراج ومعالجة الأخطاء وخطوط أنابيب العمليات. بينما يعمل os.system() كبديل أبسط للمهام المباشرة، توفر العملية الفرعية الدقة اللازمة للمتطلبات الأكثر تعقيدًا. سواء كان الأمر يتعلق بأتمتة البرمجة النصية، أو معالجة البيانات، أو دمج تطبيقات Python مع مكونات النظام الأخرى، فإن فهم طرق تنفيذ الأوامر هذه أمر لا يقدر بثمن. إن تذكر استخدامها بشكل آمن وفعال يمكن أن يعزز بشكل كبير مشاريع البرمجة ومهام إدارة الأنظمة الخاصة بك.