linux expect 详解
介绍
expect 是由Don Libes基于Tcl（Tool Command Language ）语言开发的，主要应用于自动化交互式操作的场景，借助Expect处理交互的命令，可以将交互过程如：ssh登录，ftp登录等写在一个脚本上，使之自动化完成。尤其适用于需要对多台服务器执行相同操作的环境中，可以大大提高系统管理人员的工作效率
常用指令
命令速查
- spawn：交互程序开始后面跟命令或者指定程序（在壳内启动这个进程）
- expect：获取匹配信息匹配成功则执行expect后面的程序动作（检测由壳内进程发出的特定交互指令反馈字符串后向下执行）
- send：用于向进程发送字符串（从壳外向壳内进程发送一条字符串，换行符为确认结束）
- interact：允许用户交互
- exp_continue：在expect中多次匹配就需要用到
- send_user：用来打印输出 相当于shell中的echo
- exit：退出expect脚本
- eof：expect执行结束 退出
- set：定义变量
- puts：输出变量
- set timeout：设置超时时间
实例
1.简单地例子
看一个简单地例子，该例子就是自动登录到主机上
#!/usr/bin/expect
spawn ssh root@127.0.0.1
expect "*password:"
send "111111\r"
expect "#"
send "exit \r"
expect eof
如下执行：
expect test.ctl
输出如下：
spawn ssh root@127.0.0.1
root@127.0.0.1's password:
Last login: Sat Jul 16 02:44:48 2022 from 127.0.0.1
[root@zxy ~]# exit
logout
Connection to 127.0.0.1 closed.
1. send命令
send命令接收一个字符串参数，并将该参数发送到进程（这个指令的前提是先使用spawn开启的进程）。
基础实例中，我们看到有2处使用了send。
......
send "111111\r"
......
send "exit \r"
其实就是spawn打开了一次ssh连接以后，会要求我们输入登陆密码，第一个send就是将密码发送到spawn的进程中。第二个send就是退出ssh的意思。
如果没有开启一个进程，会怎么样？我们试一下：
#!/usr/bin/expect
send "date \n"
执行后的结果为：
date
好像直接把文字远样输出出来了！！！其实和平时我们写shell脚本一样，我们习惯的会在第一行#!/bin/bash，其实是在告诉程序，后面的代码要用bash来解释。所以我们平时在bash的脚本里面，date会被解释成一条有意义的命令。但是#!/usr/bin/expect的时候，date是没有这个意义的，所以远样输出了。
2. expect
expect命令和send命令正好相反，expect通常是用来等待一个进程的反馈。expect可以接收一个字符串参数，也可以接收正则表达式参数。比如root登陆的之后，界面会输出一个#，那么expect此时匹配的是这个#。ssh登陆后，一般shell会返回一个xxxpassword:的输出，那么此时可以匹配password的字符。
而如果我们没有通过spawn开启一个ssh或者类似的ssh进程，而是直接在expect程序里面expect一个字符串的时候，会怎么样？
#!/usr/bin/expect
expect "hello" { send "hello world\n"}
这个例子，我们改变了send的写法，放在了expect后面使用花挎号夸起来了。这时候，当你执行脚本的时候，你会发现，除非你再键盘上输出hello，然后确认，才会输出“hello world”。
这里做个对比，上述写法和下面的对比一下：
#!/usr/bin/expect
expect "hello"
send "hello world\n"
我们会发现，第二种写法，不管我们在不在键盘上输入hello，或者输入什么，都会一段时间后，输出【hello world】。
原因其实是：expect是方法是tcl语言的模式-动作。正常的用法是类似第一种，匹配到指定的字符时，执行指定的动作。匹配有2中匹配方式：
2.1 单一分支匹配
类似于上述例子里面的：
expect "hello" { send "hello world\n"}
单一匹配就是只有一种匹配情况。有点类似于普通编程语言的if语句，只有一个条件的情况。
2.2 多分支匹配模式
类似于普通变成语言的多个if条件的情况。这种情况有2种写法：
expect "hello" {send "hello world\n"} "hi" {send "hi world"} "bye" {send "bye world"}
第二种写法：
#!/usr/bin/expect
set timeout 5
expect {
"hello" {send "hello world\n"}
"hi" {send "hi world"}
"bye" {send "bye world"}
}
第二种写法形式上会更简洁易读。我们会发现，expect语言的都是用{}来做代码分割和代码块分割的。
spawn
最开始的ssh案例里面，我们使用spawn开启了一个ssh进程，然后使用send输入了密码。我们再多加一个命令，查看登陆的机器的hostname看看：
#!/usr/bin/expect
spawn ssh root@127.0.0.1
expect "*password:"
send "111111\r"
expect "#"
send "hostname \r"
expect "#"
send "exit \r"
expect eof
spawn开启一个ssh以后，会进入到一个linux的shell环境下，这时候向进程发送一个hostname这样的字符串，shell就能够识别出这是一个有意义的指令，并返回指令的结果。
spawn ssh root@127.0.0.1
root@127.0.0.1's password:
Last login: Sat Jul 16 22:19:58 2022 from 127.0.0.1
[root@zxy ~]# hostname
zxy
[root@zxy ~]# exit
logout
Connection to 127.0.0.1 closed.
interact
上述举的例子都是自动完了一些动作。有时候，我们可能会发生，停留在界面，等待人工操作的情况。这时候，我们可以用interact指令，来等待人工干预。
#!/usr/bin/expect
spawn ssh root@127.0.0.1
expect "*password:"
send "111111\r"
expect "#"
send "hostname \r"
expect "#"
interact
该例子执行完hostname以后，会停留在expect打开的ssh界面，等待人工操作。
set
该指令是用来设置变量值。比如，我们改造一下刚开始的基础示例中的脚本：
#!/usr/bin/expect
set uname root
set pwd 111111
spawn ssh ${uname}@127.0.0.1
expect "*password:"
send "${pwd}\r"
expect "#"
send "exit \r"
expect eof
传参
很多场景下，我们写一个脚本都是要传递参数的。expect也不例外。expect 有2个内置变量： a r g c 和 argc和 argc和argv。 a r g c 表示参数的数量。类似于普通 s h e l l 脚本的 argc表示参数的数量。类似于普通shell脚本的 argc表示参数的数量。类似于普通shell脚本的#。而$argv则可以给自身传递一个整数，取出指定位置的参数。例如：
#!/usr/bin/expect
set uname [lindex $argv 0]
set pwd [lindex $argv 1]
puts "$argc"
spawn ssh ${uname}@127.0.0.1
expect "*password:"
send "${pwd}\r"
expect "#"
send "exit \r"
expect eof
我们入戏执行
expect test.ctl root 111111
结果为：
2
spawn ssh root@127.0.0.1
root@127.0.0.1's password:
Last login: Sun Jul 17 02:18:56 2022 from 127.0.0.1
[root@zxy ~]# exit
logout
Connection to 127.0.0.1 closed.
expect还有一个非常重要的内置变量，也是和参数有关系的： a r g v 0 。上面我们说过， argv0。上面我们说过， argv0。上面我们说过，argv是存储了所有传递进来的参数的变量。而$argv0则是脚本的名称。这个和shell脚本的$0一个意思。
puts "------argv0--------"
puts "$argv0"
输出如下：
------argv0--------
test1.ctl
脚本里面，出现了一个put指令，这个指令是向标准输出输出内容
从结果看，我们传递了2个参数，puts指令将$argc输出到了屏幕，值是2，表示有2个参数。同事，我们通通lindex $argv [int],获取到指定位置的参数值。
incr
增量。该质量一般用在数学计算的时候可以用到，语法位为：incr [arg] {step},arg是要增加的参数名，step是增量值，可以不指定，不指定为1。如下：
puts "------incr-------"
set x 10
puts "$x"
incr x 5
puts "$x"
结果如下：
------incr-------
10
15
其实这里的【incr x 5】也就相当于【set x [expr $x + 5]】
puts "--------计算---------"
set x 5
set x [expr $x + 5]
puts $x
运行结果如下：
--------计算---------
10
运算[]
不确【运算】定这种描述是否准确，因为没有查到相关的资料，所以暂且这么认为吧。在shell中，我们会使用``或者 ( ) 将可执行的命令行包裹起来，这样包裹起来的部分，在执行的时候， s h e l l 会把它当成要执行的部分来执行。我们可以把 [ ] 理解为类似 s h e l l 中 ‘ ‘ 或者 ()将可执行的命令行包裹起来，这样包裹起来的部分，在执行的时候，shell会把它当成要执行的部分来执行。我们可以把[]理解为类似shell中``或者 ()将可执行的命令行包裹起来，这样包裹起来的部分，在执行的时候，shell会把它当成要执行的部分来执行。我们可以把[]理解为类似shell中‘‘或者()的功能。
例如：
访问数组
puts [lindex $argv 1]
数学计算的时候
puts [expr $x + 5]
分割字符串的时候
set ss "aa,bb,cc,dd"
puts [split $ss ","]
为了说明，[]这玩意的确类似shell的``和$()，我们这么干：上面我们举了个数学计算的例子。我们把puts去掉会怎么样？
#!/usr/bin/expect
set timeout 5
[expr 3 + 5]
执行的时候，报了个错误：
invalid command name "8"
while executing
"[expr 3 + 5]"
(file "test1.ctl" line 3)
我们暂且先这么理解吧。如果后面看到了相关的权威解释，再纠正说法吧。
数组
在传参的主题里面，我们提到了所有传递的参数，被存放在 a r g v 中。其实 argv中。其实 argv中。其实argv就是数组。
数组的定义
数组的定义，需要结合set的指令。
set j "a b c d"
数组的所有元素之间，需要用空格隔开。
数组访问
在传参的主题里面，我们使用[lindex $argv 0]的方法，获取了第0个参数。这个正也是数据的访问方法：
#!/usr/bin/expect
set timeout 5
set j "a b c d e"
puts "[lindex $j 2]"
那我们如何遍历数组呢？这里我们可以使用foreach的方法：
set j "a b c d e"
foreach jj $j {
puts "$jj"
}
循环
和其他普通语言一样，expect也是支持for、whle、foreach这样的循环语言的。用法如下
for循环
expect的for训话，可c语言或者shell的for循环有些类似。只不过不是使用的符号有些不一样。
比如shell，我们是这么写的：
for((i=1;i<=10;i++));do
echo $i
done
而expect语言则如下写法：
puts "------递增-----"
for {set i 0} { $i < 5 } { incr i } {
puts "$i"
}
puts "------递减-----"
for {set k 5} { $k > 0 } { incr k -1 } {
puts "$k"
}
这里要注意【incr k -1】的写法，中间是有一个空格的。意思是k每次增加-1。incr i其实等于incr i 1。
while写法
puts "------while递增-----"
set m 0
while {$m < 5} {
puts "$m"
incr m 2
}
foreach写法
foreach可以认为和php的有些类似，php的是为了便利数组用的。expect也是如此。例如，我们想要遍历传递的所有参数：
#!/usr/bin/expect
set timeout 5
puts "------遍历argv--------"
foreach arg $argv {
puts "$arg"
}
当然遍历所有参数，我们还可以这么遍历：
#!/usr/bin/expect
set timeout 5
for {set y 0 } { $y < $argc} {incr y} {
puts "arg $y: [lindex $argv $y]"
}
shell调用expect
我们将基础实例的代码稍作修改：
#!/bin/bash
ip="$1"
pawd="$2"
expect << EOF
set timeout 10
spawn ssh root@${ip}
expect {
"yes/no" {send "yes\n"; exp_continue}
"password:" {send "${pawd}\n"}
}
expect "#" {send "hostname\n"}
expect "#"
send "exit\n"
expect eof
EOF
echo "end!"
然后如下执行：
sh shell.sh 127.0.0.1 111111
这时候，如果是第一次登陆机器，会提示输入yes/no。也能够自动输入。结果如下：
spawn ssh root@127.0.0.1
The authenticity of host '127.0.0.1 (127.0.0.1)' can't be established.
ECDSA key fingerprint is SHA256:zYqdNqHNR510qlQjUaSQj9IYlWhuWDhbi0Sq94nhhV0.
ECDSA key fingerprint is MD5:28:35:80:b8:45:11:b1:85:5c:ad:c8:94:7b:eb:a9:fb.
Are you sure you want to continue connecting (yes/no)? yes
Warning: Permanently added '127.0.0.1' (ECDSA) to the list of known hosts.
root@127.0.0.1's password:
Last login: Sun Jul 17 02:26:05 2022 from 127.0.0.1
[root@zxy ~]# hostname
zxy
[root@zxy ~]# exit
logout
Connection to 127.0.0.1 closed.
end!