Python：pty 库高级用法举例和应用详解

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Python：pty库高级用法举例和应用详解

模块介绍

pty 模块是 Python 标准库的一部分，主要用于管理伪终端 (pseudo-terminals)。伪终端是一个终端模拟器，允许用户创建和管理基于文件描述符的终端会话。此模块适用于 Python 3 的所有版本，并且不需要额外安装就可以直接使用。

应用场景

pty 模块广泛应用于以下场景：

  1. 创建伪终端：在开发终端模拟器或者需要通过代码控制终端会话时，pty 模块非常有用。
  2. 终端会话管理：此模块可以用于创建交互性的终端会话，例如远程 SSH 或者本地调试器终端。
  3. 监控终端 IO：pty.spawn() 方法可以启动一个进程并捕获其标准输入和输出，用于调试和日志记录。

安装说明

pty 模块是 Python 标准库的一部分，不需要额外安装。只要确保您的 Python 环境已经配置好，直接引入该模块即可使用。

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import pty  # 直接导入pty模块

用法举例

以下是 pty 模块的三个常见用法示例，通过这些示例可以了解如何在不同场景下使用该模块。

1. 创建伪终端

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import pty
import os

# 创建一个新的伪终端
master, slave = pty.openpty()

# 获取伪终端设备名称
slave_name = os.ttyname(slave)

print(f"伪终端设备：{slave_name}")

代码解析：

  • 创建伪终端：pty.openpty() 返回元组（文件描述符）(master_fd, slave_fd)。
  • 获取伪终端设备名称：os.ttyname() 返回伪终端的设备名称。

2. 使用 spawn 方法启动子进程

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import pty
import subprocess

# 使用pty.spawn来启动子进程
def spawn_ls():
    def read(fd):
        return "读取数据"

    # 通过spawn启动ls命令
    pty.spawn(['ls', '-l'], read)
    
# 调用函数运行子进程
spawn_ls()

代码解析：

  • pty.spawn() 方法用来启动一个子进程，read 函数在终端输出发生时被调用。

3. 终端交互应用

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import pty
import os
import time

# 伪终端和实际过程互动的演示
def interactive_shell():
    master, slave = pty.openpty()
    
    # fork子进程
    pid = os.fork()
    
    if pid == 0:  # 子进程
        
        os.close(master)
        os.dup2(slave, 0)  # 复制标准输入文件描述符
        os.dup2(slave, 1)  # 复制标准输出文件描述符
        os.dup2(slave, 2)  # 复制标准错误输出文件描述符
        
        # 执行一个Shell
        os.execvp('/bin/bash', ['/bin/bash'])
    else:  # 父进程
        os.close(slave)

        # 读取子进程传回的数据
        while True:
            try:
                data = os.read(master, 1024)
                if not data:
                    break
                print(data.decode(), end='')
            except OSError:
                break
        
        os.waitpid(pid, 0)

# 执行互动shell功能
interactive_shell()

代码解析：

  • 通过 os.fork() 创建新进程，子进程执行 Bash Shell。
  • 父进程捕获子进程的输入输出，实现实时交互。

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