expect 实现自动交互脚本

1. 说明

　　在编写脚本时，可能会遇到需要在另一台主机上执行一个命令，或者在本机拷贝另一台主机内的一个文件。如果两台主机之间没有做互信，就会牵扯到用户输入密码的交互过程，这对编写自动脚本来说， 就行不通了。

要实现在脚本内的自动交互，就需要 expect

2.  expect 命令介绍

　　expect 是一个用来处理交互的命令。借助 expect 可以将交互过程写在一个脚本里，就可以实现自动化完成。上面的问题也能得到解决。

形象来说，如下命令的交互都能得到解决：

1. ssh
2. scp
3. ftp

CentOS / RHEL 安装 expect

# yum install expect -y

2.1 expect 中常用的命令

　　expect 中最关键的四个命令： send 、 expect 、spawn 、 interact

• send：用于向进程发送字符串
• expect：从进程接收字符串
• spawn：启动新的进程
• interact：允许用户交互

（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。

[root@localhost ~]# expect
expect1.1> send "hello china\n"
hello china

（2） expect命令

A. 基础知识

　　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。和上文中的send命令结合。

#!/usr/bin/expect
expect "hi\n"
send "hello there!\n"

上面脚本的意思：

expect "hi\n"  --> 从标准输入中等待 "hi\n"

send "hello there!\n" --> 向标准输出输出 hello where

如果写成简单的伪代码如下：

if [ "$cmd" == "hi" ] ; then
  echo "hello there!"
fi

来看一个简单的 expect 脚本：

#!/usr/bin/expect
expect "hi\n"
send "you typed <$expect_out(buffer)>"
send "but I only expected <$expect_out(0,string)>"

执行结果：

通过执行脚本，可以判定：

　　$expect_out(buffer)　　　匹配到的是所有输入

　　$expect_out(0,string)　　 匹配到 expect 参数的输入　

B. 模式 - 动作

（a）单一分支模式语法：

expect "hi" {send "You said hi\n"}

只有当输入 hi 时， 才会返回  "You said hi\n"

（b）多分支模式语法：

expect "hi" { send "You said hi\n" } \
"hello" { send "Hello yourself\n" } \
"bye" { send "That was unexpected\n" }

匹配到 hi 、hello 、 bye 执行相应的输出：

hi --> You said hi\n
hello --> You said hi\n
bye --> That was unexpected\n

（3） spawn 命令

上面的测试都是通过手动输入来进行交互的，spawn 命令就是用来启动新的进程，然后通过 send 和 expect 和 spawn 打开的进程进行交互的。

#!/usr/bin/expect
set timeout -1
spawn scp root@192.168.118.15:/root/testfile /root/
expect "*password*"
send "123456\r"
expect "100%"
expect eof

执行结果：

通过 spawn 配合 expect 、send 就能实现自动交互了，接下来分析下这个代码：

（4）interact 命令

　　通过上面三个命令 spawn 、 send 、 expect 已经能完成很多自动化脚本了，但是，如果需要在适当的时候，需要人工干预这个过程，就需要用到 interact 命令。

#!/usr/bin/expect
set timeout -1
spawn ssh root@192.168.118.15
expect "*password*"
send "123456\r"
expect "#*"
send "ip a | egrep global\r"
interact

3. expect 使用实例

　　expect 经常是作为脚本出来的， 接下来通过我日常使用的几个实例来说明：

3.1 expect scp的实现

　　scp 执行流程如图：

　　　　　　　　

在编写实现 scp 之前，我们要考虑：

　　（1）如果是第一次执行 scp 需要确认服务器公钥，如果不是第一次执行则无需这一步

　　（2）timeout 时间设定，当拷贝大文件时，timeout设置的过短会造成文件没有完全的传输完成。

在编写脚本的时，需要考虑以上问题，脚本如下：

#!/usr/bin/expect
set timeout 3
set host "192.168.118.15"
set username "root"
set password "123456"

# 使用spawn 启动一个新进程执行 scp 命令
spawn scp $username@$host:/root/testfile /root/

# 在这里timeout 为 3秒，超过三秒执行下一个匹配
expect "*yes/no*" {send "yes\r"}
expect "*password*" {send "$password\r"}

# 在scp传输文件时，timeout时间设置为无限时,当大文件传输时，需要更多的时间
set timeout -1

# 当匹配到 传输完成 100%后，转到下一步
expect "100%"

# 使用 eof 结束该进程，因为上面设置 timeout 为 -1 无限时
expect eof

执行结果：

可以看到，文件传输需要 14 秒，而上面如果设置的超时时间低于 14 秒， 则文件传输不完整。

在日常使用中，expect 结合 shell 使用，在 shell 中引用 expect 脚本如下：

#!/usr/bin/bash
...
[shell 执行脚本]
...
expect <<EOF
set timeout 3
...
[expect 执行脚本]
...
EOF
...
[shell 执行脚本]
...

例如：拷贝一个压缩包到本地，然后解压

#!/bin/bash

host="192.168.118.15"
username="root"
password="123456"
expect <<EOF
set timeout 3
spawn scp $username@$host:/root/testfile.tar.gz /root/
expect "*yes/no*" {send "yes\r"}
expect "*password*" {send "$password\r"}
set timeout -1
expect "100%"
expect eof
EOF
echo '开始解压...'
tar xf testfile.tar.gz
if [ $? -eq 0 ]; then
  echo '解压完成.'
fi

执行结果：

3.2 expect ssh执行远程命令

　　ssh远程执行命令流程如下：

　　　　　　　　　　

执行脚本：

#!/usr/bin/expect
set timeout 3
set host "192.168.118.15"
set username "root"
set password "123456"

spawn ssh $username@$host ifconfig
expect "*yes/no*" {send "yes\r"}
expect "*password*" {send "$password\r"}
expect eof

执行结果：

expect 匹配 shell 使用还是很强大的，尤其是在没有 python 和无法连接互联网的环境中。