如何用Python实现Linux系统的应用锁定功能？

核心思路 #

模仿白名单机制，分为两个核心模块：

1. 任务状态监控：实时检查目标操作（比如文档字数）是否完成
2. 系统交互限制：关闭/最小化白名单以外的进程和窗口，直到任务完成

关键Python模块与工具 #

进程/窗口管理 #

• psutil：跨平台进程管理库，用于枚举、终止非白名单进程
• wmctrl：Linux X11桌面下的窗口控制命令行工具，可通过Python调用，用于最小化非白名单窗口（Debian/Ubuntu系可通过sudo apt install wmctrl安装）
• xdotool：可选，用于更精细的窗口操作或模拟输入

文档监控 #

• python-docx：读取docx格式文档的字数，适合监控Word/WPS/LibreOffice Writer保存的docx文件
• pyoo：可选，直接连接LibreOffice API，实时获取文档内容（需要LibreOffice开启服务）

实现步骤示例 #

1. 安装依赖 #

pip install psutil python-docx
sudo apt install wmctrl  # 针对Debian/Ubuntu及衍生版

2. 示例代码 #

import psutil
import time
import os
import subprocess
from docx import Document

# 自定义配置
WHITELIST_PROCESSES = ["libreoffice-writer", "wmctrl", "python3", "gnome-shell"]  # 根据桌面环境添加核心进程
TARGET_DOC = "/home/you/your_task.docx"
REQUIRED_WORDS = 500
CHECK_INTERVAL = 10  # 检查间隔（秒）

def count_doc_words(doc_path):
    """统计docx文档的单词数（按空格分割，可替换为汉字统计）"""
    try:
        doc = Document(doc_path)
        # 汉字统计可替换为：sum(len(paragraph.text) for paragraph in doc.paragraphs)
        return sum(len(paragraph.text.split()) for paragraph in doc.paragraphs)
    except Exception as e:
        print(f"读取文档失败: {e}")
        return 0

def clean_non_whitelist_processes():
    """终止白名单以外的进程"""
    for proc in psutil.process_iter(['name', 'pid']):
        try:
            proc_name = proc.info['name'].lower()
            # 跳过自身进程和白名单进程
            if proc.pid != os.getpid() and proc_name not in WHITELIST_PROCESSES:
                proc.terminate()
                time.sleep(0.5)
                if proc.is_running():
                    proc.kill()
        except (psutil.NoSuchProcess, psutil.AccessDenied):
            continue

def minimize_non_whitelist_windows():
    """最小化白名单以外的窗口"""
    result = subprocess.run(["wmctrl", "-l"], capture_output=True, text=True)
    if result.returncode != 0:
        print("wmctl调用失败，跳过窗口管理")
        return
    for line in result.stdout.splitlines():
        parts = line.split(maxsplit=4)
        if len(parts) < 5:
            continue
        window_id, _, _, _, window_title = parts
        # 根据窗口标题判断是否属于白名单应用
        if "LibreOffice Writer" not in window_title:
            subprocess.run(["wmctrl", "-i", "-r", window_id, "-b", "add,hidden"], stdout=subprocess.DEVNULL, stderr=subprocess.DEVNULL)

def main():
    if os.geteuid() != 0:
        print("错误：必须以root权限运行，否则无法终止系统进程")
        exit(1)
    
    print(f"开始监控，目标字数：{REQUIRED_WORDS}")
    while True:
        current_words = count_doc_words(TARGET_DOC)
        if current_words >= REQUIRED_WORDS:
            print(f"任务完成！当前字数：{current_words}")
            break
        print(f"当前进度：{current_words}/{REQUIRED_WORDS}，正在限制系统交互...")
        clean_non_whitelist_processes()
        minimize_non_whitelist_windows()
        time.sleep(CHECK_INTERVAL)

if __name__ == "__main__":
    main()

注意事项 #

• 桌面环境兼容性：wmctrl仅支持X11桌面，Wayland环境下需要使用ydotool或对应桌面的专属API（比如GNOME的gdbus）
• 文档保存提醒：python-docx读取的是磁盘上的文件内容，需要提醒用户定期保存文档才能更新字数统计
• 白名单配置：务必添加桌面环境的核心进程（比如GNOME的gnome-shell），避免误关闭导致桌面崩溃
• 权限控制：程序需要root权限才能终止其他用户的进程，也可通过给程序添加CAP_KILL权限替代root运行

内容的提问来源于stack exchange，提问作者ILoveEveryone