Shell编程之免交互

一、Here Document免交互

1. Here Document概述

Here Document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，而是直接就地产生出一个“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. Here Document的语法格式

命令 <<标记
...
内容      #标记之间是传入内容
...
标记

3. Here Document使用注意事项

1. 标记可以使用任意合法字符（通常为EOF），前后标记相同即可
2. 结尾的标记一定要顶格写,前后都不能有任何字符（包括空格）
3. 开头标记前后的空格会被省略掉

二、Here Document常规用法

1. 统计行数

免交互方式实现对行数的统计，将要统计的内筒置于标记“EOF”之间，直接将内容传给“wc -l”来进行统计

[[email protected] ~]# wc -l <<EOF
> ABC
> 123
> EOF
2

2. read赋值

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，作为变量i的值。

[[email protected] ~]# wc -l <<EOF
> ABC
> 123
> EOF
2
[[email protected] ~]# read i <<EOF
> ABC
> 123
> 321
> eof
> EOF
[[email protected] ~]# echo $i
ABC

由于每一行的输入都有回车（换行符）的存在，因此Here Document只能赋值一个变量。

3. 修改用户密码

修改密码的方法有：

[[email protected] ~]# useradd zhangsan
[[email protected] ~]# passwd zhangsan
更改用户 zhangsan 的密码 。
新的 密码：
重新输入新的 密码：
passwd：所有的身份验证令牌已经成功更新。
[[email protected] ~]# echo 123456 | passwd --stdin zhangsan
更改用户 zhangsan 的密码 。
passwd：所有的身份验证令牌已经成功更新。

当然，也可通过Here Document免交互进行修改

[[email protected] ~]# passwd zhangsan <<EOF
> 123456
> 123456
> EOF
更改用户 zhangsan 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. 分行写入到文件

[[email protected] ~]# cat > test.txt <<EOF
> ABC
> 123
> EOF
[[email protected] ~]# cat test.txt 
ABC
123

注：“cat >"操作也可使用”tee“命令代替

[[email protected] ~]# tee test.txt <<EOF
> 321
> CBA
> EOF
321
CBA
[[email protected] ~]# cat test.txt 
321
CBA

4. 变量替换

在写入文件时会将变量替换成实际值，再结合cat/tee命令完成写入

[[email protected] ~]# vim test.sh 
#!/bin/bash
file="eat.txt"
i="food"
tee $file <<EOF
i want to eat $i
EOF
[[email protected] ~]# ./test.sh
i want to eat food

5. 变量赋值

整体赋值给变量，然后通过echo命令将变量值打印出来

[[email protected] ~]# cat test1.sh 
#!/bin/bash
var="I want to play a game!"
myvar=$(cat <<EOF
Today is Sunday.
$var
EOF
)
echo "$myvar"
[[email protected] ~]# ./test1.sh 
Today is Sunday.
I want to play a game!

6. 关闭变量赋值

关闭变量替换的功能，按照字符原本的样子输出，不做任何修改或替换

[[email protected] ~]# cat test1.sh 
#!/bin/bash
var="I want to play a game!"
myvar=$(cat <<'EOF'    #对标记加单引号，即可关闭变量替换
Today is Sunday.
$var
EOF
)
echo "$myvar"
[[email protected] ~]# ./test1.sh 
Today is Sunday.
$var

7. 去掉行前的“TAB”字符

[[email protected] ~]# cat test1.sh 
#!/bin/bash
var="I want to play a game!"
myvar=$(cat <<-EOF         #在标记前加“-”，即可抑制各首行“TAB”
	Today is Sunday.        #"TAB"
   $var                    #空格
EOF
)
echo "$myvar"
[[email protected] ~]# ./test1.sh 
Today is Sunday.
   I want to play a game!   #对空格无效

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。

[[email protected] ~]# cat test1.sh 
#!/bin/bash
var="I want to play a game!"
: <<EOF         #多行注释，“:”开头的Here Document标记内容不会被执行
echo ABC
Today is Sunday.
echo $var
EOF
echo "123"
[[email protected] ~]# ./test1.sh 
123

三、Expect

1. Expect概述

Expect是建立在tcl语言基础上的一个工具，常被用于进行自动化控制和测试，解决shell脚本中交互相关的问题。

2. Expect基本命令

（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）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。
例如：

spwan passwd root

（3）expect

判断上次输出结果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。

（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，因此需手动写入“\r”或者“\n”
例如：
方式一：

expect "密码" {send "123456\r"}   #同行send部分需要有{}

方式二：

expect "密码"
send "123456\r"       #换行send部分不需要有{}

方式三：
expect支持多个分支,只要匹配了其中一个情况，执行相应的send语句后退出该expect
语句

expect {
  "密码" {send "123456\r"}
  "password" {send "123456\r"}
}

（5）结束符

1. 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，自动切回了原用户。
2. interact
   执行完成后保持交互状态，把控制权交给控制台，若通过ssh建立了远程连接，interact会停留在目标终端而不会退回到原终端,这个时候就可以手工操作了，interact后的命令不起作用，比如interact后面添加exit，并不会退出root用户或终端连接。而如果没有interact则登录完成后会退出，而不是留在远程终端上。
   使用interact会保持在终端而不会退回到原终端，比如切换到root用户，会一直保持在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，而不会切回原服务器。

注：expext eof 与 interact 只能二选一使用。

（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.
例如：

set timeout 30

（7）exp_continue

exp_continue附加于某个expect判断项之后，可以使该项被匹配后，还能继续匹配该expect判断语句内的其他项。exp_continue类似于控制语句中的"continue"语句，表示允许expect继续向下执行指令。
例如：
判断交互输出中是否存在(yes/no)或者password。如果匹配(yes/no)则输出yes并再次执行判断；如果匹配password则设置超时时间300秒并在输出123456后结束改短expect。

expect {
  "(yes/no)" {send "yes\r";exp_contiinue}
  "*password" {set timeout 300; send "123456\r";}
}

（8）send_user

send_user表示回显命令，相当于echo的作用。

（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，第三个参数，以此类推。
例如：
修改密码

[[email protected] ~]# cat test2.sh 
#!/usr/bin/expect
 
#设置位置参数传入
#设置第一个位置参数，相当于username=$1
set username [lindex $argv 0]
#设置第二个位置参数，相当于password=$2
set password [lindex $argv 1]
 
#开启命令追踪进程
spawn passwd $username
 
#开启面交互执行，捕捉信息并匹配
expect "新的 密码"
send "${password}\r"
expect "重新输入新的 密码"
send "${password}\r"
 
#结束免交互
expect eof
 
[[email protected] ~]# vim test2.sh
[[email protected] ~]# ./test2.sh zhangsan 123456
spawn passwd zhangsan
更改用户 zhangsan 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。

四、Expect执行方式

1. 直接执行

expect直接执行，需要使用expect命令去执行脚本
例如：
su切换用户

[[email protected] ~]$ cat test3.sh 
#!/usr/bin/expect
 
#设置超时时间
set timeout 5
 
#参数传入
set username [lindex $argv 0]
set password [lindex $argv 1]
 
#开启追踪命令
spawn su $username
 
#免交互执行，捕捉信息并匹配
expect "密码"
send "$password\r"
expect "*]#"
send_user "ok"
 
#把控制权交给控制台
interact
 
[[email protected] ~]$ ./test3.sh root 123456
spawn su root
密码：
[[email protected] zhangsan]# ok

2. 嵌入执行

嵌入执行模式，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

[[email protected]ocalhost ~]# cat test4.sh 
#!/bin/bash
username=$1
password=$2
 
#非交互命令放在外面
useradd $username
 
#开始免交互执行
/usr/bin/expect <<EOF
spawn passwd $username
expect "新的*"
send "${password}\r"
expect "重新*"
send "${password}\r"
expect eof
EOF
[[email protected] ~]# ./test4.sh lisi 123456
useradd：用户“lisi”已存在
spawn passwd lisi
更改用户 lisi 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。

五、Expect案例

免交互自动创建磁盘分区

[[email protected] ~]# cat fdisk.sh 
#!/usr/bin/expect
 
set dev [lindex $argv 0]
 
spawn fdisk $dev
 
expect "命令" {send "n\n"}
expect "Select" {send "p\n"}
expect "命令" {send "q\n";exit;exp_continue}
expect "分区号" {send "\n"}
expect "起始 扇区" {send "\n"}
expect "Last" {send "\n"}
expect "命令" {send "wq\n"}
 
expect eof
[[email protected] ~]# 
[[email protected] ~]# 
[[email protected] ~]# ./fdisk.sh /dev/sdb
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。
 
 
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): p
分区号 (1-4，默认 1)：
起始 扇区 (2048-10485759，默认为 2048)：
将使用默认值 2048
Last 扇区, +扇区 or +size{K,M,G} (2048-10485759，默认为 10485759)：
将使用默认值 10485759
分区 1 已设置为 Linux 类型，大小设为 5 GiB
 
命令(输入 m 获取帮助)：wq
The partition table has been altered!
 
Calling ioctl() to re-read partition table.
正在同步磁盘。