Shell 编程之免交互

一：Here Document 免交互

1.1：概述

Here Document 是一个特殊用途的代码块。它在 Linux Shell 中使用 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。 Here Document 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，而是直接就地生产出一个文件并用作命令的标准输入。它的基本语法格式如下

命令 << 标记

...

...

...

标记

特殊字符 “<<” 在标记和命令之前，这样做的目的是将命令块的输出重定向到程序或命令的 stdin 。标记的选择要确保不会出现在其他地方，避免出现混淆；两个标记之间的内容被当做是一个文件并用作“ 命令 ” 的标准输入。另外 Here Document 也可以与非交互式程序和命令一起使用。

在实际使用过程中，有四点需要注意。

标记可以使用任意的合法字符；
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）；
开头的标记前后的空格会被省略掉。

1.2：Here Document 免交互

1：通过 read 命令接收输入并打印

通常使用 read 命令接收用户的输入值时会有交互过程，尤其是在脚本执行过程中遇到 read 命令，脚本会停下来等待用户输入值后才会继续。本示例中的输入值是两个 EOF 标记之间的部分，也就是“Hi” ，这将作为变量 i 的值。在最后 echo 打印变量 i 的值，其值为 “Hi” 。

[root@localhost ~]# vim here_non_interactive_read.sh

#!/bin/bash

read i <<EOF

Hi

EOF

echo $i

[root@localhost ~]# chmod +x here_non_interactive_read.sh

[root@localhost ~]# ./here_non_interactive_read.sh

[root@localhost ~]# Hi

2：通过 passwd 给用户设置密码

通过 passwd 命令给 jerry 用户设置密码，为避免重复交互，可使用 Here Document 的方式。EOF 标记之间的两行是输入的密码和确认密码，两行内容必须保持一致，否则密码设置不成功。此脚本执行后不会输出任何信息，可另开一个终端使用 jerry 用户登录，输入新修改的密码来验证密码是否修改正确。

[root@localhost ~]# vim here_non_interactive_passwd.sh

#!/bin/bash

passwd jerry <<EOF

This_is_password //这两行是输入的密码和确认密码

This_is_password

EOF

[root@localhost ~]# chmod +x here_non_interactive_passwd.sh

[root@localhost ~]# ./here_non_interactive_passwd.sh

[root@localhost ~]#

1.3：Here Document 变量设定

Here Document 也支持使用变量，如果标记之间有变量被使用，会先替换变量值。如果想要将一些内容写入文件，除了常规的方法外，也可以使用 Here Document 。如果写入的内容中包含变量，在写入文件时要先将变量替换成实际值，在结合 cat 命令完成写入。

除了变量替换，还可以使用 Here Document 来进行变量的设定。 Here Document 不光可以将标记内容传给命令来执行，还可以将整体赋值给一个变量，然后通过 echo 命令将变量值打印出来

[root@localhost ~]# vim here_var_set.sh

#!/bin/bash

ivar="Great! Beautyful!"

myvar=$(cat <<EOF //将 Here Document 整体赋值给变量

This is Line 1.

That are Sun,Moon and Stars.

$ivar //输出时会进行变量替换

EOF

)

echo $myvar

[root@localhost ~]# sh here_var_set.sh

This is Line 1. That are Sun,Moon and Stars. Great! Beautyful!

在上述操作过程中， $ivar 先进行了替换，之后再转向输出，交由 cat 显示出来，其结果放置到$() 中，最后得到上述结果

1.4：Here Document格式控制

1：关闭变量替换的功能

关闭变量替换的功能，就是希望按照字符原本的样子输出，不做任何修改或替换。

[root@localhost ~]# cat here_format_shut.sh

#!/bin/bash

cat <<'EOF' //对标记加单引号，即可关闭变量替换

This is Line 1.

$kgc

EOF

[root@localhost ~]# sh here_format_shut.sh

This is Line 1.

$kgc //$kgc 没有发生改变，不做变量替换

2：去掉每行之前的 TAB 字符

本示例的标记内，每行都有一个 TAB 字符。在第一行的标记前面加 ‘-’，这个表示要抑制各行首 TAB 的作用。

[root@localhost ~]# vim here_format_tab.sh

#!/bin/bash

cat <<-'EOF'

This is Line 1.

$kgc

EOF

[root@localhost ~]# sh here_format_tab.sh

This is Line 1.

$kgc //输出结果同上一示例

1.5：Here Document 多行注释

Bash 的默认注释是 “#” ，该注释方法只支持单行注释，在 Shell 脚本的工作中， “#” 右侧的任何字符串，bash 都会将其忽略。 Here Document 的引入解决了多行注释的问题，其语法格式如下

: << DO-NOTHING

第一行注释

第二行注释

……

DO-NOTHING

二：expect 免交互

2.1：概述

expect 是建立在 tcl 语言基础上的一个工具，它可以让一些需要交互的任务自动化地完成，相当于模拟了用户和命令行的交互操作。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，经常需要远程登录服务器进行操作，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：except安装

Linux 系统自身并没有安装 expect 和 tcl ，需要手动安装。 CentOS 7.3 光盘中默认包含 expect 安装包，所以需要先挂载光盘，制作本地 yum 仓库，然后通过 yum 安装 expect 。安装过程中，yum 会自动安装 expect 的依赖软件 tcl 。具体安装步骤如下

（ 1 ）挂载光盘

（ 2 ）制作本地 YUM 源

（ 3 ）执行安装命令

2.3：基本命令介绍

（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）expect/send

expect 命令用来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，只能捕捉由 spawn 启动的进程的输出。

expect 接收命令执行后的输出，然后和期望字符串匹配，若匹配成功则执行相应的 send 向进程发送字符串，用于模拟用户的输入。 Send 发送的命令不能自动回车换行，一般要加\r （回车）。其常见语法形式有以下三种

方法一

expect "$case1" {send "$respond1\r"}

方法二

expect "$case1"

send "$response1\r"

方法三

expect

{

"$case1" {send "$response1\r"}

"$case2" {send "$response2\r"}

"$case3" {send "$response3\r"}

}

上述语法结构中 $case1 代表检测命令的输出结果，如果输出内容和 $case1 一致，通过 send 命令模拟用户发送内容到终端。

（3）spawn

spawn 后面通常跟一个命令，表示开启一个会话、启动进程，并跟踪后续交互信息。其语法如下所示。

spawn Linux 执行命令

（4）结束符

expect eof ：等待执行结束，若没有这一句，可能导致命令还没执行，脚本就结束了。
interact ：执行完成后保持交互状态, 把控制权交给控制台，这时可以手动输入信息。需要注意的是，expect eof 与 interact 只能二选一。

（5）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 。例如执行以下命令即可将超时时间设置为 30 秒。

（6）exp_continue

exp_continue 表示允许 expect 继续向下执行指令。

（7）send_user

send_user 表示回显命令，相当于 echo 。

（8）接收参数

expect 脚本可以接受从 bash 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 .... 参数。

参数存在 argv 中，使用第一个参数如下：

set param0 [lindex $argv 0]

$argc 表示参数个数 , 判断语句如下 :

if {$argc< 1} {

#do something

send_user "usage: $argv0 <param1><param2> ... "

exit

}

在上述脚本中， $argv0 是脚本名，但 [lindex $argv 0] 是第一个参数 param1, [lindex $argv 1]是第二个参数 param2, 以此类推。 send_user 用来显示信息到父进程 ( 一般为用户的 shell) 的标准输出

2.4：expect语法

1. 语法结构

（1）单一分支语法

单一分支用于简单的用户交互，当监控命令的标准输出满足 expect 指定的字符串时，向标准输入发送 send 指定的字符串。具体用法如下所示。默认情况下， send 不会向标准输入发送回车键，所以需要通过\r 手动换行

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

（2）多分支模式语法

多分支用于复杂的用户交互，一般情况下输出内容可能有多个，根据不同的输出内容，分别向标准输入发送不同的内容。其语法格式如下所示，只要匹配了 aaa 、 bbb 或 ccc 中的任何一个，就执行相应的 send 语句，然后退出该 expect 语句

expect

{

"aaa" {send "AAA\r"}

"bbb" {send "BBB\r"}

"ccc" {send "CCC\r"}

}

除了上述的多分支结构之外，还有另外一种多分支结构，具体使用方法如下所示。 exp_continue 表示继续后面的匹配，假如配了 aaa ，执行完 send 语句后还要继续向下匹配 bbb。

2. expect 执行方式

（ 1 ）直接执行

通过 SSH 方式登录远程服务器，需要输入用户名和密码，比较繁琐。如果服务器比较多，手动输入用户名和密码会耗费大量时间，expect 命令可以实现自动登录远程服务器，并进入交互模式

[root@localhost ~]# more direct.sh

#!/usr/bin/expect

set timeout 60

log_file test.log

log_user 1

set hostname [lindex $argv 0]

set password [lindex $argv 1]

spawn ssh root@${hostname}

expect {

"(yes/no)"

{send "yes\r"; exp_continue}

"*password"

{send "$password\r"}

}

interact

[root@localhost ~]# chmod +x direct.sh

[root@localhost ~]# ./direct.sh 127.0.0.1 123456 //参数为主机 ip 和密码

（ 2 ）嵌入执行

上面讲到的直接执行的方式需要 expect 命令去执行脚本，在编写 Shell 脚本的时候需要去调用 expect 脚本，使用不灵活。这种情况下，可以采用嵌入执行模式，将 expect 过程融入 Shell 当中，方便执行和处理。

[root@localhost ~]# more implant.sh

#!/bin/bash

hostname=$1

password=$2

/usr/bin/expect<<-EOF //expect 开始标志

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

[root@localhost ~]# sh implant.sh 127.0.0.1 123456 //参数为主机 ip 和密码