Shell编程之免交互（Here Document、Expect（直接与嵌入执行））

一：Here Document

1.1：Here Document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

• 标注输入的一种代替品

• 语法格式

命令  <<标记
...
...
标记

1.2：Here Document使用注意事项

• 标记可以使用任意合法字符
• 结尾的标记一定要定格写，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

1.3：Here Document免交互

• 通过read命令接收输入并打印

 [root@localhost ~]# vim here_ non_ interactive_ read.sh
  #!/bin/bash
  readi <<EOF
  Hi
  EOF 
  echo $i
  [root@localhost ~]# chmod +x here_ non_ jinteractive_ read.sh
  [root@localhost ~]# ./here_ non_ interactive_ read.sh
  [root@localhost ~]# Hi

• 通过passwd给用户设置密码

  [root@localhost ~]# vim here_ non_ jinteractive_ passwd.sh
  #!/bin/bash
  passwd jerry <<EOF
  passwd命令
  This_ is_ password                               passwd命令需要的密码和确认密码
  This_ is_ password
  EOF
  [root@localhost ~]# chmod +x here_ non_ interactive_ _passwd.sh
  [root@localhost ~]# ./here_ non_ jinteractive_ passwd.sh
  [root@localhost ~]#

1.4：Here Document变量设定

• 变量替换

  [root@localhost ~]# vim here_ _var_ _replace.sh
  #!/bin/bash
  doc file="2019.txt"]
  j="company" k
  cat> $doc_ file << HERE
  Take him from home to $i-
  HERE
  [root@localhost ~]# chmod +x here_ _var_ replace.sh
  [root@localhost ~]# ./here_ var_ replace.sh
  [root@localhost ~]# cat 2019.txt
  Take him from home to company

• 变量设定

  [root@localhost ~]# vim here_ var_ set.sh
  #!/bin/bash
  ivar="Great! Beautyful!"
  myvar=$(cat <<EOF
  This is Line 1.
  That are Sun,Moon and Stars.
  $ivar
  EOF
  ）
  echo $myvar
  [root@localhost ~]# sh here_ _var_ set.sh
  This is Line 1. That are Sun,Moon and Stars. Great! Beautyful!

1.5：Here Document格式控制

关闭变量替换功能

[root@localhost ~]# cat here_ _format_ shut.sh
#!/bin/bash
cat <<'EOF'              单引号关闭变量替换
This is Line 1.
$kgc
EOF
[root@localhost ~]# sh here_ format_ shut.sh
This is Line 1.
$kgc

1.6：Here Document多行注释

通过Here Document方式使Bash支持多行注释
语法格式

: << DO-NOTHING !
第一行注释
第二行注释
......
DO-NOTHING

二：Expect

2.1：概述

• Expect是建立在tcl基础上的一个工具，Expect是用来进行自动化控制和测试的工具。主要解决shell脚本中不可交互的问题，对于大规模的linux运维很有帮助

• 在Linux运维和开发中，我们经常需要远程登录服务器进行操作，在登录的过程是一个交互的过程，可能会需要输入yes/no password等信息。

  为了模拟这种输入，可以使用Expect脚本

2.2：Expect基本命令

2.2.1：Expect安装

• 系统一般不自带，需要自己安装
• 安装命令

yum install expect -y

2.2.2：基本命令（expect流程命令）

• spawn：启动进程，并跟踪后续交互信息

• 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）

• expect

  expect的一个内部命令，判断上次输出结果里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

  只能捕捉有spawn启动的进程的输出

• interact：执行完成后保持交互状态，把控制权交给控制台

2.2.3：基本命令（expect内容命令）

• Timeout：指定超时时间，过期则继续执行后续指令
  • 单位是：秒
  • timeout -1为永不超时
  • 默认情况下，timeout是10秒
• exp_continue
  • 允许expect继续向下执行指令
• send_user
  • 回显命令，相当于echo

2.2.4：基本命令（expect其他命令）

• $argv参数数组

  Expect脚本可以接受从bash传递的参数，可以使用[lindex $argv n]获得，n从0开始，分别表示第一个，第二个，第三个…参数

  arg：参数

  v：value

• Expect脚本的结尾

  expect脚本必须以interact或expect eof结束，执行自动化任务通常expect eof就够了

  expect eof是在等待结束标志。由spawn启动的命令在结束时会产生一个eof标记，expect eof就是在等待这个标记

三：Expect执行方式

3.1：Expect语法

• 单一分支语法

expect "password:" {send "mypassword\r"}

• 多分支模式语法第一种

expect "aaa" {send "AAA\r"}
expect "aaa" {send "AAA\r"}
expect "aaa" {send "AAA\r"}

send命令不具备回车换行功能，所以需要自己添加\r 或 \n

• 多分支模式语法第二种

expect {
"aaa" {send "AAA\r"}
"bbb" {send "BBB\r"}
"ccc" {send "CCC\r"}
}

只要匹配了aaa 或bbb或ccc中的任何一个，执行相应的send语句后就会退出该expect语句

expect {
"aaa" {send "AAA\r";exp_continue}
"bbb" {send "BBB\r";exp_continue}
"ccc" {send "CCC\r"}
}

exp_continue表示继续后面的匹配，如果匹配了aaa，执行完send语句后还会继续向下匹配bbb
捕捉内容要用双引号引起来
send要写在{}中，输出信息也要用双引号引起来，分号“；”要写在}里面

• -re参数表示匹配正则表达式

3.2：Expect执行方式

3.2.1：Expect直接执行（以ssh为例）

• 其中，$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 ~]# vim b.sh
#!/usr/bin/expect
#超时
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 $argv 1]
#追踪命令
spawn ssh root@${hostname}
#捕捉提示信息
expect {
        "connecting (yes/no)"
        {send "yes\r";exp_continue}
        "*passwd:"
        {send "${password}\r";}
}
#转交控制权
interact

3.2.2：Expect嵌入执行（以ssh为例）

[root@localhost ~]# vim c.sh
#!/bin/bash
hostname=$1
password=$2
#嵌入
/usr/bin/exoect <<-EOF
spawn ssh root@${hostname}
#捕捉提示信息
expect {
        "connecting (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

3.3：Expect脚本命令总结

#!/usr/bin/expect -re
告诉操作系统脚本里的代码使用那一个shell来执
1. -re 表示启用正则表达匹配

2. set timeout -1 
   设置超时时长 -1 代表永不过期，默认时10秒

3. exp_continue
   表示循环匹配。匹配到改关键字后继续从头开始匹配。若不加exp_continue则会直接退出

4. expect eof
   匹配结尾 例如执行命令结束时则可以匹配到 eof

5. exit、interact
   exit交互结束退出
   interact表示执行完后保持交互状态，把控制权交给控制台，这个时候就可以手工操作了

6. exp_send/send
   都是想程序发送字符串，有啥区别还没找到
   
7. send_user
   send_user 命令用来把后面的参数输出到标准输出中去，默人的send、exp_send 命令都是将参数输出到程序中去的
   
8. 如何使用
mac 上直接使用 ./XX.sh 执行上述脚本不行。需要使用 expect XX.sh 才能正确执行

9. 调试
expect -d XX.sh输出每次执行的过程可以用于编写脚本时调试之用

四：Expect实验示例

4.1：创建用户jack，密码jack123

• 正常交互过程

[root@localhost ~]# useradd ob
[root@localhost ~]# passwd ob
更改用户 ob 的密码 。
新的 密码：
无效的密码： 密码少于 7 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。

• expect脚本

[root@localhost opt]# vim c.sh
#!/bin/bash
hostname=$1
password=$2
useradd ${hostname}
/usr/bin/expect <<-EOF
spawn passwd ${hostname}
expect {
        "新的 密码："
        {send "${password}\r";exp_continue}
        "重新输入新的 密码："
        {send "${password}\r";}
}
EOF
[root@localhost opt]# ./c.sh jack jcak123
spawn passwd jack
更改用户 jack 的密码 。
新的 密码：
无效的密码： 密码未通过字典检查 - 过于简单化/系统化
重新输入新的 密码：
passwd：所有的身份验证令牌已经成功更新。
[root@localhost ~]# tail -1 /etc/passwd
jack:x:1003:1003::/home/jack:/bin/bash

4.2：SSH登录

• 首次登陆
• 正常登陆
• 连接被拒绝，可能是ssh没开，或者端口不对，或者防火墙限制
• 没有连接地址

[root@localhost ~]# vim ssh.sh 
#!/usr/bin/expect
set timeout 5
set hostname [lindex $argv 0]
set password [lindex $argv 1]
spawn ssh $hostname
expect {
        "Connection refused" exit
        "Name or service not known" exit
        "to continue" {send "yes\r";exp_continue}
        "*password:" {send "$password\r"}
}
interact
exit
[root@localhost ~]# ./ssh.sh 20.0.0.48 320882jj
spawn ssh 20.0.0.48
root@20.0.0.48's password: 
Last login: Tue Jul 28 12:10:50 2020 from 20.0.0.47
[root@01 ~]# 

4.3：利用expect完成FTP登录过程

• 正常交互过程

[root@ce ~]#ftp 192.168.8.136
Connected to 192. 168.8.136 (192. 168.8.136).
220 (vsFTPd 3.0.2)
Name (192.168.8. 136:root): ftp
331 Please specify the password.
Password:
230 Login successful.
Remote system type is UNIX.
Using binary mode to transfer files.
ftp> cd pub
250 Directory successfully changed.

• expect脚本

[root@localhost ~]# vim ftp.sh 
#!/usr/bin/expect -f
set timeout 10
spawn ftp 20.0.0.48
expect "Name*"
send "ftp\r"
expect "Password:"
send "\r"
expect "ftp>*"
interact
expect eof