Python pexpect模块及shell脚本except原理解析
expect脚本
expect是什么
expect是一个免费的编程工具，用来实现自动的交互式任务，而无需人为干预。说白了，expect就是一套用来实现自动交互功能的软件。
在实际工作中，我们运行命令、脚本或程序时，这些命令、脚本或程序都需要从终端输入某些继续运行的指令，而这些输入都需要人为的手工进行。而利用expect，则可以根据程序的提示，模拟标准输入提供给程序，从而实现自动化交互执行
由于在linux中的一些命令不太适合于脚本的自动化运行，比如fdisk,telnet,ftp连接下载等，所以必须使用except来解决交换问题。
except基础
包含以下四个命令
| 命令 | 作用 |
|---|---|
| send | 用于向进程发送字符串 |
| except | 从进程接收字符串 |
| spwan | 启动新进程 |
| interact | 允许用户交互 |
- send命令接收一个字符串参数，并将该参数发送到进程。
- expect命令和send命令相反，expect通常用来等待一个进程的反馈，我们根据进程的反馈，再发送对应的交互命令。
- spawn命令用来启动新的进程，spawn后的send和expect命令都是和使用spawn打开的进程进行交互。
- interact命令用的其实不是很多，一般情况下使用spawn、send和expect命令就可以很好的完成我们的任务；但在一些特殊场合下还是需要使用interact命令的，interact命令主要用于退出自动化，进入人工交互。比如我们使用spawn、send和expect命令完成了ftp登陆主机，执行下载文件任务，但是我们希望在文件下载结束以后，仍然可以停留在ftp命令行状态，以便手动的执行后续命令，此时使用interact命令就可以很好的完成这个任务。
代码举例
#!/usr/bin/expect
settimeout30
sethost"101.200.241.109"
setusername"root"
setpassword"123456"
spawnssh$username@$host
expect"*password*"{send"$password\r"}
interact
这是一段非常简单代码，演示了基本用法
#!/usr/bin/expect：使用expect来解释该脚本；
settimeout30：设置超时时间，单位为秒，默认情况下是10秒；
sethost"101.200.241.109"：设置变量；
spawnssh$username@$host：spawn是进入expect环境后才可以执行的expect内部命令，如果没有装expect或者直接在默认的SHELL下执行是找不到spawn命令的。它主要的功能是给ssh运行进程加个壳，用来传递交互指令；
expect"password"：这里的expect也是expect的一个内部命令，这个命令的意思是判断上次输出结果里是否包含“password”的字符串，如果有则立即返回；否则就等待一段时间后返回，这里等待时长就是前面设置的30秒；
send"$password\r"：当匹配到对应的输出结果时，就发送密码到打开的ssh进程，执行交互动作；
interact：执行完成后保持交互状态，把控制权交给控制台，这个时候就可以手工操作了。如果没有这一句登录完成后会退出，而不是留在远程终端上。
这就是对上述这段简单简单脚本的分析，在上述的示例中，涉及到expect中一个非常重要的概念——模式-动作；即上述expect"password"{send"$password\r"}这句代码表达出来的含义。
模式-动作
结合着expect"password"{send"$password\r"}这句代码来说说“模式-动作”。简单的说就是匹配到一个模式，就执行对应的动作；匹配到password字符串，就输入密码
如下所示：
expect{
"password"{
send"$password\r"
exp_continue
}
eof
{
send"eof"
}
}
其中exp_continue表示循环式匹配，通常匹配之后都会退出语句，但如果有exp_continue则可以不断循环匹配，输入多条命令，简化写法。
传参
很多时候，我们需要传递参数到脚本中，现在通过下面这段代码来看看如何在expect中使用参数：
#!/usr/bin/expect
if{$argc<3}{
puts"Usage:cmd"
exit1
}
settimeout-1
sethost[lindex$argv0]
setusername[lindex$argv1]
setpassword[lindex$argv2]
spawnssh$username@$host
expect"*password*"{send"$password\r"}
interact
在expect中，\$argc表示参数个数，而参数值存放在$argv中，比如取第一个参数就是[lindex$argv0]，以此类推。
FTP下载expect脚本
使用yum安装expect
yuminstallexpect
按照如下编写expect脚本
#!/usr/bin/expect-f
setip[lindex$argv0]#脚本的第一个参数，远程主机的IP地址
setfile[lindex$argv1]#脚本的第二个参数，指定下载的文件名
settimeout10#设置超时时间10秒
spawnftp$ip#运行ftp$ip命令
expect"Name*"#如果出现Name字符
send"anonymous\r"#则输入anoymous（匿名用户）并回车
expect"Password:*"#如果出现Password字符
send"\r"#则仅输入回车
expect"ftp>*"#如果出现ftp>字符
send"get$file\r"#则发送get$file命令
expect{
"*Failed*"{send_user"Downloadfailed\r";send"quit\r"}#如果返回的字符串有Failed，则说明下载失败，send_user回显信息Downloadfailed
"*send*"{send_user"Downloadok\r";send"quit\r"}#如果返回的字符串有send，则说明下载失败，send_user回显信息Downloadok
}
expecteof#结束循环匹配
给脚本加上可执行权限chmod+xexpect_ftp_auto.exp
pexpect模块
pexpect可以理解为linux下的expect的python封装，通过pexpect可以实现ssh,ftp,passwd,telnet等命令的进行自动交互
安装pipinstallpexpect
简单实现ssh自动登录的示例如下：
importpexpect
child=pexpect.spwan('scpfoouser#expample.com:.')#spwan启动scp程序
child.expect('Password:')#expect方法等待子程序产生的输出，判断是否匹配定义的字符串
#‘Password:'
child.sendline(mypassword)#匹配后则发送密码进行回应
核心组件
spawn类
spawn是pexpect的主要入口，功能是启动和控制子应用程序，以下是它的构造函数
classpexpect.spwan(command,args=[],timeout=30,maxread=2000,searchwindowsize=None,logfile=None,cwd=None,env=None,ignore_sighup=True)
其中，command参数可以是任意已知的系统命令，比如
child=pexpect.spawn('user/bin/ftp')
当子程序需要参数的时候，还可以使用python列表来代替参数，如
child=pexpect.spwan('user/bin/sshuser@example.com')
参数timeout为等待结果的超时时间，maxread为从终端控制台一次读取的最大字节数，searchwindowsize参数为匹配的缓冲区字符串的位置，默认是从开始位置匹配
需要注意的是，pexpext不会解析shell命令中的元字符，包括重定向>管道|或者通配符，此时可以将三个特殊元字符的命令作为/bin/bash的参数进行调用
child=expect.spwan('/bin/bash-c"ls-l|grepLOG>logs.txt"')
child.expect(pexpect.EOF)
可以通过将命令的参数以PYTHON列表的方式进行替换，从而使得语法更加清晰，下面的代码等同于上面的代码
shell_cmd='ls-l|grepLOG>logs.txt'
child=pexpext.spwan('/bin/bash',['-c,shell_cmd])
child.expect(pexpect.EOF)
在调试代码时，希望获取pexpect的输入与输出信息，以便了解匹配的情况，一种时写到日志中，另一种时输出到标准输出
写到日志中
chidl-pexpect.spwan('some_command')
fout=file('mylog.txt,'w')
child.logfile=fout
输出到标准输出的方法
child=pexpect.swpan('some_command')
chuld.logfile=sys.stdout
以下为SSH远程登录举例，登录成功后显示/home目录的文件并且记录输入与输出
importpexpect
importsys
child=pexpect.spawn('sshroot@172.31.208.129')
fout=open('mylog.txt','w')
child.logfile=fout
#child.logfile=sys.stdout
child.expect('password:')
child.sendline('abc@123')
child.expect('#')
child.sendline('ls/home')
child.expect('#')
expect方法
expect定义了子程序输出的匹配规则
方法定义:expect(pattern,timeout=-1,searchwindowsize=-1)
其中，参数pattern表示字符串，pexpext.EOF（指向缓冲区，无匹配项）、pexpect，TIMEOUT（匹配等待超时），正则表达式或者列表
参数timeout指定了等待匹配结果的超时时间，单位为秒，当超时被触发的时候，expect将匹配到pexpext.TIMEOUT,参数searchwindowsize为匹配的缓冲字符串的位置，默认时从开始的位置匹配
read相关方法
下面的的方法作用都是向子程序发送响应命令
send(self,s)#发送命令，不回车
sendline(self,s=''),#发送命令，回车
snedcontrol(self.char)#发送控制字符
sendeof()#发送eof
run函数
run时使用pexpext进行封装的调用外部命令的的函数
frompexpectimport*
run('scpfoouser@example.com:.',events={'(?i)password':mypassword])
pxssh类
针对ssh会话操作上再做一次封装
classpexpext.pxssh.pxssh(timeout=30,maxread=2000,searchwindwosize=None,logfile=None,cwd=None,env=None)
常用方法
- login()建立ssh连接
- logout()断开连接
- promp()等待系统提示符，用于等待命令执行结束
importpxssh
importgetpass
try:
s=pxssh.pxssh()#创建对象s
hostname=raw_input('hostname:')
username=raw_input('username:')
password=getpass.getpass('password:')#接收密码输入
s.login(hostname,username,password)#建立ssh连接
s.sendline('uptime')#运行uptime命令
s.prompt()#匹配系统提示符
prints.before#打印系统体术符号出现前的命令输出
s.sendline('ls-l')
s.prompt()
prints.before
s.sendline('df')
s.prompt()
prints.before
s.logout()
exceptpxssh.ExceptionPxssh,e:
print"pxsshfailedonlogin."
printstr(e)
FTP自动操作
实现自动交互登录FTP操作
importpexpect
importsys
child=pexpect.spawnu('ftpftp.openbsd.org')#运行ftp命令
child.expect('(?i)name.*:')#（?!)表示后面的字符串正则表达式忽略大小写
child.sendline('anonymous')#输入ftp账号信息
child.expect('(?i)password')#匹配密码提示
child.sendline('pexpect@sourceforge.net')
child.expect('ftp>')
child.sendline('bin')#启用二进制传输
child.expect('ftp>')
child.sendline('getrobots.txt')
child.expect('ftp>')
sys.stdout.write(child.before)#输出匹配的"ftp"之前的输入与输出操作
print("Escapecharacteris'^]'.\n")
sys.stdout.write(child.after)
sys.stdout.flush()
child.interact()#Escapecharacterdefaultsto^]#让出控制权，用户可以继续当前会话手工控制子程序，默认输入"^]"字符跳出
child.sendline('bye')
child.close()
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