Shell编程--Here Document免交互与Expect自动化交互

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一、Here Document 免交互

1.概述

• 使用 I/O 重定向的方式将命令列表提供给交互式程序或命令，比如 ftp、cat或read 命令
• 是标准输入的一种替代品，可以帮助脚本开发人员不必使用临时文件来构建输入信息，而是直接就地生成出一个“文件”并用作“命令”的标准输入
• Here Document 也可以与非交互式程序和命令一起使用

2.语法格式

命令 <<标记
...
内容    #标记直接是传入内容
...
标记

3.注意事项

• 标记可以使用任意合法字符 （通常使用EOF）
• 结尾的标记一定要顶格写，前面不能有任何字符
• 结尾的标记后面也不能有任何字符（包括空格）
• 开头标记前后的空格会被省略掉

4.示例

4.1 免交互方式实现对行数的统计

• 将要统计的内容置于标记“EOF”之间
• 直接将内容传给wc -l 来统计

[root@localhost ~]# wc -l <
> xcf1
> xcf2
> EOF
2

4.2 通过read命令接收输入并打印

• 输入值是两个EOF标记之间的部分
• 直接为变量i赋值

[root@localhost ~]# read i <
> hello xcf~
> EOF
[root@localhost ~]# echo $i
hello xcf~

4.3 通过passwd给用户设置密码

[root@localhost ~]# useradd xcf123
[root@localhost ~]# passwd xcf123 << EOF
123123
123123
EOF
更改用户 xcf123 的密码 。
新的 密码：无效的密码： 密码少于 8 个字符
重新输入新的 密码：passwd：所有的身份验证令牌已经成功更新。

4.4 支持变量替换

• 在写入文件时会先将变量替换成实际值
• 然后再结合 cat 命令完成写入

[root@localhost shell]# vim zxc1.sh

#!/bin/bash

file="xcf1.txt"
i="chicken"
cat > $file <<EOF
I'd like some $i
EOF

[root@localhost shell]# . zxc1.sh 
[root@localhost shell]# ls
xcf1.txt  zxc1.sh
[root@localhost shell]# cat xcf1.txt 
I'd like some chicken

4.5 整体赋值给变量，然后通过echo命令打印出变量值

[root@localhost shell]# vim zxc2.sh

#!/bin/bash

name="OMG！ xucheng come！"
myname=$(cat <<EOF
It's a beautiful day
Today is Sunday
School starts again tomorrow
$name ~
EOF
)
echo $myname

[root@localhost shell]# . zxc2.sh 
It's a beautiful day Today is Sunday School starts again tomorrow OMG！ xucheng come！ ~

4.6 关闭变量替换的功能

• 这样会按照字符原本的样子输出
• 且没有任何修改或替换
  
  

4.7 去掉每行之前的TAB字符

• 用处不大，知道这种用法能去掉各行的tab制表符即可
  
  

4.8 多行注释

• Bash 的默认注释是“#”，该注释方法只支持单行注释
• Here Document 的引入解决了多行注释的问题
• ":"代表什么都不做的空命令
• 中间标记区域的内容不会被执行，会被bash忽略掉，因此可达到批量注释的效果
  
  

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二、Expect 自动化交互

1.概述

• expect 是一个免费的编程工具语言，常用来实现自动和交互式任务进行通信，而无需人的干预
• expect 需要 Tcl 编程语言的支持，要在系统上运行 expect 必须首先安装 Tcl

yum -y install tcl

yum -y install expect

2.基本命令

2.1 脚本解释器

• expect 脚本中首先引入文件,表明使用的是哪一个shell

#!/usr/bin/expect

2.2 spawn

• spawn 后面通常跟一个Linux执行命令,表示开启一个会话、启动进程,并跟踪后续交互信息

例: spawn passwd root          ##跟踪启动更改用户密码的进程

2.3 expect

• 判断上次输入结果中是否包含指定的字符串，如果有则立即返回，否则就等待超时时间后返回
• 只能捕捉由spawn启动的进程的输出
• 用于接收命令执行后的输出，然后和期望的字符串匹配

2.4 send

• 向进程发送字符串,用于模拟用户的输入
• 该命令不能自动回车换行,一般要加 \r (回车)或者 \n
• 方式一

expect “密码” {
     send “abc123\r”}
##同一行send部分要有{}

• 方式二

expect “密码”
send “$abc123\r”
##换行send部分不需要有{}

• 方式三

expect “支持多个分支

expect  {
             ##只要匹配了其中一个情况，就执行相应的send语句后退出该expect语句
"密码1 {send "abc123\r"}"
"密码2 {send "123123\r"}"
"密码3 {send "123123\r"}"
}

2.5 结束符

expect eof

• 表示交互结束，等待执行结束，退回到原用户，与spawn对应
• 比如:切换到root用户，expect脚本默认的是等待10s，当执行完命令后，默认停留10s后，就会自动切回原用户

interact

• 执行完成后保持交互状态，把控制权交给控制台，会停留在目标终端，这个时候就可以手工操作了，interact后的命令不起作用，比如interact会保持在终端而不会退回到原终端，比如切换到root用户，会一直在root用户状态下
• 比如ssh到另一服务器，会一直在目标服务器终端，而不会切回的原服务器
• 注：expect eof 与 interact 只能二选一

2.6 set

• expect 默认的超时时间是10秒，通过set命令可以设置会话超时时间，若不限制超时时间则应设置为-1

##例：
set timeout 30

2.7 exp_continue

• exp_continue 附加于某个 expect 判断项之后，可以使该项匹配后，还能继续匹配该 expect 判断语句内的其他项
• exp_continue类似于控制语句中continue语句,表示允许expect继续向下执行指令
• 下例将判断交互输出中是否存在 yes/no 或*password , 如果匹配 yes/no 则输出 yes 并再次执行判断;如果匹配 *assword 则输出 123123 并结束该段 expect 语句

expect
"(yes/no)" {
     send "yes\r"; exp_ continue; }
"*password" {
     set timeout 300; send "123123\r";}

2.8 send_user

• send_ user 表示回显命令，相当于 echo

2.9 接收参数

• expect 脚本可以接受从 bash 命令行传递的参数，使用 [lindex $argv n] 获得，其中 n 从 0 开始，分别表示第一个,第二个，第三个…
• 示例：

set hostname [lindex $argv 0]
##相当于hostname=$1
set password [lindex $argv 1]
##相当于password=$2

3.expect 直接执行

• 以SSH为例进行示例：
  • $argv 0 代表位置变量$1
  • $argv 1 代表位置变量$2
  • #!/usr/bin/expect 是 Expect 二进制文件的路径

[root@localhost shell]# vim zxc11.sh 

#!/usr/bin/expect
#设置超时时间
set timeout 20
#开启日志
log_file test.log
#显示信息
log_user 1
#定义变量
set hostname [lindex $argv 0]
set password [lindex $argv 1]
#追踪指令
spawn ssh root@${hostname}
#捕捉提示信息
expect {
     
        "connecting (yes/no)"
        {
     send "yes\r";exp_continue}
        "*password:"
        {
     send "${password}\r";}
}
#转交控制权
interact

4.expect 嵌入执行

• 将 expect 过程融入 Shell 当中，方便执行和处理
• 创建用户并设置密码

#! /bin/bash
user=$1
password=$2
#非交互命令放在expect外面
useradd $user
#开始免交换执行
/usr/bin/expect <<-EOF
#expect开始标志，-去掉制表符
spawn passwd $user
#开启-一个进程跟踪passwd命令，expect只能捕捉该进程信息
expect "新的*"
send "$ {password}\r" .
expect "重新*"
send "$ {password} \r"
expect eof
EOF

• 以SSH为例进行示例：

#!/bin/bash
  hostname=$1
  password=$2
  /usr/bin/expect<<-EOF
  spawn ssh root@${hostname}
  expect {
      "(yes/no)"
      {send "yes\r";exp_continue}
      "*password"
      {send "$password\r"}
  }
  expect "*]#"
  send "exit\r"
  expect eof
EOF		'Expect结束标志，EOF前后不能有空格'

5.实现 SSH 自动登录

[root@localhost shell]# vim zxc12.sh 

#!/usr/bin/expect
set timeout 15
set hostname [lindex $argv 0]
set password [lindex $argv 1]
spawn ssh root@${hostname}
expect {
     
        "connection refused" exit
        #连接失败情况，比如对方ssh服务关闭
        "Name or service not known" exit
        #找不到服务器，比如输入的IP地址不正确
        "to continue"{
     send "yes\r";exp_continue}
        "password:"{
     send "${password}\r";}
}
interact
#携带interact参数表示登录成功后将控制台交给用户，否则登录完成后将退出
exit

6.免交互创建磁盘

• 首先在虚拟机关闭状态手动添加一块磁盘，然后开机
  
• 编写脚本

[root@localhost ~]# vim disk.sh


#!/bin/bash

disk=$1

/usr/bin/expect <<-EOF

spawn fdisk $disk

expect "命令" {
     send "n\r"}
expect "Select" {
     send "\r"}
expect "分区" {
     send "\r"}
expect "起始" {
     send "\r"}
expect "Last" {
     send "\r"}
expect "命令(输入 m 获取帮助)：" {
     send "w\r"}
expect eof
EOF
partprobe
mkfs.xfs $disk -f &> /dev/null

if [ $? -eq 0 ]
    then
    echo -e "\033[31m 磁盘格式化完成 \033[0m"
    mkdir $disk.1
    mount $disk $disk.1
    df -h
    else
    echo "格式化失败，脚本有bug"
fi

• 检查一下，本文开头提到的软件包安装好了没

[root@localhost ~]# rpm -q tcl
tcl-8.5.13-8.el7.x86_64
[root@localhost ~]# rpm -q expect
expect-5.45-14.el7_1.x86_64

• 执行脚本

[root@localhost ~]# sh disk.sh /dev/sdb$1
spawn fdisk /dev/sdb
欢迎使用 fdisk (util-linux 2.23.2)。

更改将停留在内存中，直到您决定将更改写入磁盘。
使用写入命令前请三思。

Device does not contain a recognized partition table
使用磁盘标识符 0x1f0887af 创建新的 DOS 磁盘标签。

命令(输入 m 获取帮助)：n
Partition type:
   p   primary (0 primary, 0 extended, 4 free)
   e   extended
Select (default p): 
Using default response p
分区号 (1-4，默认 1)：
起始 扇区 (2048-41943039，默认为 2048)：
将使用默认值 2048
Last 扇区, +扇区 or +size{
     K,M,G} (2048-41943039，默认为 41943039)：
将使用默认值 41943039
分区 1 已设置为 Linux 类型，大小设为 20 GiB

命令(输入 m 获取帮助)：w
The partition table has been altered!

Calling ioctl() to re-read partition table.
正在同步磁盘。
Warning: 无法以读写方式打开 /dev/sr0 (只读文件系统)。/dev/sr0 已按照只读方式打开。
 磁盘格式化完成 
文件系统        容量  已用  可用 已用% 挂载点
/dev/sda2        20G  3.8G   17G   19% /
devtmpfs        1.9G     0  1.9G    0% /dev
tmpfs           1.9G     0  1.9G    0% /dev/shm
tmpfs           1.9G  9.0M  1.9G    1% /run
tmpfs           1.9G     0  1.9G    0% /sys/fs/cgroup
/dev/sr0        4.3G  4.3G     0  100% /mnt
/dev/sda1       6.0G  174M  5.9G    3% /boot
/dev/sda3        10G   37M   10G    1% /home
tmpfs           378M  8.0K  378M    1% /run/user/42
tmpfs           378M     0  378M    0% /run/user/0
/dev/sdb         20G   33M   20G    1% /dev/sdb.1