一、概述

我们通过Shell可以实现简单的控制流功能如循环、判断等。但是对于需要交互的场合则必须通过人工来干预有时候我们可能会需要实现和交互程序如telnet服务器等进行交互的功能。而Expect就使用来实现这种功能的工具。

Expect是一个免费的编程工具语言用来实现自动和交互式任务进行通信而无需人的干预。Expect的作者Don Libes在1990年

开始编写Expect时对Expect做有如下定义Expect是一个用来实现自动交互功能的软件套件 (Expect [is a] software

suite for automating interactive tools)。使用它系统管理员

的可以创建脚本用来实现对命令或程序提供输入而这些命令和程序是期望从终端terminal得到输入一般来说这些输入都需要手工输入进行的。

Expect则可以根据程序的提示模拟标准输入提供给程序需要的输入来实现交互程序执行。甚至可以实现实现简单的BBS聊天机器人。 :)

Expect是不断发展的随着时间的流逝其功能越来越强大已经成为系统管理员的的一个强大助手。Expect需要Tcl编程语言的支持要在系统上运行Expect必须首先安装Tcl。

二、Expect工作原理

从最简单的层次来说Expect的工作方式象一个通用化的Chat脚本工具。Chat脚本最早用于UUCP网络内以用来实现计算机之间需要建立连接时进行特定的登录会话的自动化。

Chat脚本由一系列expect-send对组成expect等待输出中输出特定的字符通常是一个提示符然后发送特定的响应。例如下面的

Chat脚本实现等待标准输出出现Login:字符串然后发送somebody作为用户名然后等待Password:提示符并发出响应

sillyme。

引用Login: somebody Password: sillyme

这个脚本用来实现一个登录过程并用特定的用户名和密码实现登录。

Expect最简单的脚本操作模式本质上和Chat脚本工作模式是一样的。

例子

1、实现功能

下面我们分析一个响应chsh命令的脚本。我们首先回顾一下这个交互命令的格式。假设我们要为用户chavez改变登录脚本要求实现的命令交互过程如下

引用# chsh chavez

Changing the login shell for chavez

Enter the new value, or press return for the default

Login Shell [/bin/bash]: /bin/tcsh

#

可以看到该命令首先输出若干行提示信息并且提示输入用户新的登录shell。我们必须在提示信息后面输入用户的登录shell或者直接回车不修改登录shell。

2、下面是一个能用来实现自动执行该命令的Expect脚本

#!/usr/bin/expect

# Change a login shell to tcsh

set user [lindex $argv 0]

spawn chsh $user

expect "]:"

send "/bin/tcsh "

expect eof

exit

这个简单的脚本可以解释很多Expect程序的特性。和其他脚本一样首行指定用来执行该脚本的命

令程序这里是/usr/bin/expect。程序第一行用来获得脚本的执行参数(其保存在数组$argv中从0号开始

是参数)并将其保存到变量user中。

第二个参数使用Expect的spawn命令来启动脚本和命令的会话这里启动的是chsh命令实际上

命令是以衍生子进程的方式来运行的。

随后的expect和send命令用来实现交互过程。脚本首先等待输出中出现]:字符串一旦在输出中

出现chsh输出到的特征字符串(一般特征字符串往往是等待输入的最后的提示符的特征信息)。对于其他不匹

配的信息则会完全忽略。当脚本得到特征字符串时expect将发送/bin/tcsh和

一个回车符给chsh命令。最后脚本等待命令退出(chsh结束)一旦接收到标识子进程已经结束的eof字符expect脚本也就退出结束。

3、决定如何响应

管理员往往有这样的需求希望根据当前的具体情况来以不同的方式对一个命令进行响应。我们可以通过后面的例子看到expect可以实现非常复杂的条件响应而仅仅通过简单的修改预处理脚本就可以实现。下面的例子是一个更复杂的expect-send例子

expect -re "\[(.*)]:"

if {$expect_out(1,string)!="/bin/tcsh"} {

send "/bin/tcsh" }

send " "

expect eof

在这个例子中第一个expect命令现在使用了-re参数这个参数表示指定的的字符串是一个正

则表达式而不是一个普通的字符串。对于上面这个例子里是查找一个左方括号字符(其必须进行三次逃逸

(escape)因此有三个符号因为它对于expect和正则表达时来说都是特殊字符)后面跟有 零个或多个字符最后是一个右方括号字符。这里.*表示表示一个或多个任意字符将其存放在()中

是因为将匹配结果存放在一个变量中以实现随后的对匹配结果的访问。

当发现一个匹配则检查包含在[]中的字符串查看是否为/bin/tcsh。如果不是则发送/bin/tcsh

给chsh命令作为输入如果是则仅仅发送一个回车符。这个简单的针对具体情况发出不同相响应的小例子说

明了expect的强大功能。

在一个正则表达时中可以在()中包含若干个部分并通过expect_out数组访问它们。各个

部分在表达式中从左到右进行编码从1开始(0包含有整个匹配输出)。()可能会出现嵌套情况这这种情况

下编码从最内层到最外层来进行的。

4、使用超时

下一个expect例子中将阐述具有超时功能的提示符函数。这个脚本提示用户输入如果在给定的时间内没有输入则会超时并返回一个默认的响应。这个脚本接收三个参数提示符字串默认响应和超时时间(秒)。

#!/usr/bin/expect

# Prompt function with timeout and default.

set prompt [lindex $argv 0]

set def [lindex $argv 1]

set response $def

set tout [lindex $argv 2]

脚本的第一部分首先是得到运行参数并将其保存到内部变量中。

send_tty "$prompt: "

set timeout $tout

expect " " {

set raw $expect_out(buffer)

# remove final carriage return

set response [string trimright "$raw" " "]

}

if {"$response" == "} {set response $def}

send "$response

这是脚本其余的内容。可以看到send_tty命令用来实现在终端上显示提示符字串和一个冒号及空格。set

timeout命令设置后面所有的expect命令的等待响应的超时时间为$tout(-l参数用来关闭任何超时设置)。

然后expect命令就等待输出中出现回车字符。如果在超时之前得到回车符那么set命令就会将用户输入的内容赋值给变脸raw。随后的命令将用户输入内容最后的回车符号去除以后赋值给变量response。

然后如果response中内容为空则将response值置为默认值(如果用户在超时以后没有输入或者用户仅仅输入了回车符)。最后send命令将response变量的值加上回车符发送给标准输出。

一个有趣的事情是该脚本没有使用spawn命令。 该expect脚本会与任何调用该脚本的进程交互。

如果该脚本名为prompt那么它可以用在任何C风格的shell中。

% set a='prompt "Enter an answer" silence 10'

Enter an answer: test

% echo Answer was "$a"

Answer was test

prompt设定的超时为10秒。如果超时或者用户仅仅输入了回车符号echo命令将输出

Answer was "silence"

5、一个更复杂的例子

下面我们将讨论一个更加复杂的expect脚本例子这个脚本使用了一些更复杂的控制结构和很多复杂的交互过程。这个例子用来实现发送write命令给任意的用户发送的消息来自于一个文件或者来自于键盘输入。

#!/usr/bin/expect

# Write to multiple users from a prepared file

# or a message input interactively

if {$argc<2} {

send_user "usage: $argv0 file user1 user2 ... "

exit

}

send_user命令用来显示使用帮助信息到父进程(一般为用户的shell)的标准输出。

set nofile 0

# get filename via the Tcl lindex function

set file [lindex $argv 0]

if {$file=="i"} {

set nofile 1

} else {

# make sure message file exists

if {[file isfile $file]!=1} {

send_user "$argv0: file $file not found. "

exit }}

这部分实现处理脚本启动参数其必须是一个储存要发送的消息的文件名或表示使用交互输入得到发送消的内容的"i"命令。

变量file被设置为脚本的第一个参数的值是通过一个Tcl函数lindex来实现的该函数从列表/数组得到一个特定的元素。[]用来实现将函数lindex的返回值作为set命令的参数。

如果脚本的第一个参数是小写的"i"那么变量nofile被设置为1否则通过调用Tcl的函数isfile来验证参数指定的文件存在如果不存在就报错退出。

可以看到这里使用了if命令来实现逻辑判断功能。该命令后面直接跟判断条件并且执行在判断条件后的{}内的命令。if条件为false时则运行else后的程序块。

set procs {}

# start write processes

for {set i 1} {$i

{incr i} {

spawn -noecho write

[lindex $argv $i]

lappend procs $spawn_id

}

最后一部分使用spawn命令来启动write进程实现向用户发送消息。这里使用了for命令来实现循环控制功能循环变量首先设置为1然后因

此递增。循环体是最后的{}的内容。这里我们是用脚本的第二个和随后的参数来spawn一个write命令并将每个参数作为发送消息的用户名。

lappend命令使用保存每个spawn的进程的进程ID号的内部变量$spawn_id在变量procs中构造了一个进程ID号列表。

if {$nofile==0} {

setmesg [open "$file" "r"]

} else {

send_user "enter message,

ending with ^D: " }

最后脚本根据变量nofile的值实现打开消息文件或者提示用户输入要发送的消息。

set timeout -1

while 1 {

if {$nofile==0} {

if {[gets $mesg chars] == -1} break

set line "$chars "

} else {

expect_user {

-re " " {}

eof break }

set line $expect_out(buffer) }

foreach spawn_id $procs {

send $line }

sleep 1}

exit

上面这段代码说明了实际的消息文本是如何通过无限循环while被发送的。while循环中的

if判断消息是如何得到的。在非交互模式下下一行内容从消息文件中读出当文件内容结束时while循环也就结束了。(break命令实现终止循环) 。

在交互模式下expect_user命令从用户接收消息当用户输入ctrl+D时结束输入循环同时结束。

两种情况下变量$line都被用来保存下一行消息内容。当是消息文件时回车会被附加到消息的尾部。

foreach循环遍历spawn的所有进程这些进程的ID号都保存在列表变量$procs中实现分别和各个进程通信。send命令组成了

foreach的循环体发送一行消息到当前的write进程。while循环的最后是一个sleep命令主要是用于处理非交互模式情况下以确保消息

不会太快的发送给各个write进程。当while循环退出时expect脚本结束

使用expect实现自动登录的脚本网上有很多可是都没有一个明白的说明初学者一般都是照抄、收藏。可是为什么要这么写却不知其然。本文用一个最短的例子说明脚本的原理。

脚本代码如下

##############################################

#!/usr/bin/expect

set timeout 30

spawn ssh -l username 192.168.1.1

expect "password:"

send "ispass\r"

interact

##############################################

1. #!/usr/bin/expect

这一行告诉操作系统脚本里的代码使用那一个shell来执行。这里的expect其实和linux下的bash、windows下的cmd是一类东西。

注意这一行需要在脚本的第一行。

2. set timeout 30

基本上认识英文的都知道这是设置超时时间的现在你只要记住他的计时单位是秒

3. spawn ssh -l username 192.168.1.1

spawn是进入expect环境后才可以执行的expect内部命令如果没有装expect或者直接在默认的SHELL下执行是找不到spawn命令的。所以不要用 “which spawn“之类的命令去找spawn命令。好比windows里的dir就是一个内部命令这个命令由shell自带你无法找到一个dir.com 或 dir.exe 的可执行文件。

它主要的功能是给ssh运行进程加个壳用来传递交互指令。

4. expect "password:"

这里的expect也是expect的一个内部命令有点晕吧expect的shell命令和内部命令是一样的但不是一个功能习惯就好了。这个命令的意思是判断上次输出结果里是否包含“password:”的字符串如果有则立即返回否则就等待一段时间后返回这里等待时长就是前面设置的30秒

5. send "ispass\r"

这里就是执行交互动作与手工输入密码的动作等效。

温馨提示命令字符串结尾别忘记加上“\r”如果出现异常等待的状态可以核查一下。

6. interact

执行完成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。如果没有这一句登录完成后会退出而不是留在远程终端上。如果你只是登录过去执行

#!/usr/bin/expect #注意安装的路径不确定 whereis expect 一下

# Change a login shell to bash

set user [lindex $argv 0]

spawn bash $user

expect "]:"

send "/bin/bash "

expect eof

exi

使用expect自动登录一什么是expect?在做系统管理时我们很多时候需要输入密码例如连接 ssh,连接ftp,那么如何能做到不输入密码吗我们需要有一个工具能代替我们实现与终端的交互那么就是它expect管理员的最好的朋友之一它能够代替我们实现与终端的交互我们不必再守候在电脑旁边输入密码或是根据系统的输出再运行相应的命令这些都可以由expect代替我们来完成说明expect到底是什么expect是一种脚本语言使用起来非常简单我们看后面的例子即可以了解到了三安装expect备注因为expect是基于tcl的所以需要你的系统中安装有tcl如何检查[root@dev ~]# whereis tcltcl: /usr/lib/tcl8.4 /usr/share/tcl8.4如果看不到结果请先安装tcl安装,[root@dev ~]# yum install expect也可以从http://rpm.pbone.net下载for相应发行版的rpm包四使用expect自动登录的例子1,程序例子的内容 :先做功能 上的说明此程序ssh登录到作为参数传递过来的ip地址上然后执行: df -hfree -muptime来检查系统的情况[root@dev ~]# cat monitor_auto#!/usr/bin/expect -f#-------------------------------------------------- about us# product: monitorone# Author: liuhongdi # Last Modified: 2008-05-13# version: 0.3.2# user:this script will help you to monitor many linux(unix) machine# license: this script is based GPL#-------------------------------------------------- set the variable,you can modify the valueset loginuser "root"set loginpass {passwordonthishost}set ipaddr [lrange $argv 0 0]set timeout 300set cmd_prompt "]#|~]?"#-------------------------------------------------- login by sshspawn ssh $loginuser@$ipaddrset timeout 300expect {-re "Are you sure you want to continue connecting (yes/no)?" {send "yes\r"} -re "assword:" {send "$loginpass\r"} -re "Permission denied, please try again." {exit} -re "Connection refused" {exit} timeout {exit} eof {exit}}expect {-re "assword:" {send "$loginpass\r"}-re $cmd_prompt {send "\r"}}#---------------------------------------------------- now,we do some commandsexec sleep 1expect {-re $cmd_prompt {send "df -h\r"}}exec sleep 1expect {-re $cmd_prompt {send "free -m\r"}}exec sleep 1expect {-re $cmd_prompt {send "uptime\r"}}exec sleep 1#--------------------------------------------------expect {-re $cmd_prompt {send "exit\r"}}exit#interact2,程序 运行的显示结果[root@dev ~]# ./monitor_auto 209.209.94.107spawn ssh root@209.209.94.107root@209.209.94.107's password:Last login: Sun Feb 15 01:42:39 2009 from 201.103.105.49[root@ws ~]#[root@ws ~]# df -hFilesystem èY òó éó òó% 1ò/dev/mapper/VolGroup00-LogVol00133G 72G 55G 57% //dev/sda1 99M 13M 82M 14% /bootnone 1014M 0 1014M 0% /dev/shm209.209.94.109:/www/pics5.9T 5.6T 138G 98% /bank/bank1[root@ws ~]# free -mtotal used free shared buffers cachedMem: 2026 1955 71 0 72 1621-/+ buffers/cache: 261 1764Swap: 1983 68 1915[root@ws ~]# uptime01:48:00 up 561 days, 8:53, 2 users, load average: 0.13, 0.09, 0.07[root@ws ~]# [root@dev ~]#四对此程序的详细说明:1,set loginuser "root"set用来定义变量定义之后的代码中可以使用所定义的变量使用时注意需添加$符号使用时的例子: spawn ssh $loginuser@$ipaddr

1. expect 是基于tcl 演变而来的所以很多语法和tcl 类似基本的语法如下

所示

1.1 首行加上/usr/bin/expect

1.2 spawn: 后面加上需要执行的shell 命令比如说spawn sudo touch testfile

1.3 expect: 只有spawn 执行的命令结果才会被expect 捕捉到因为spawn 会启

动一个进程只有这个进程的相关信息才会被捕捉到主要包括标准输入的提

示信息eof 和timeout。

1.4 send 和send_usersend 会将expect 脚本中需要的信息发送给spawn 启动

的那个进程而send_user 只是回显用户发出的信息类似于shell 中的echo 而

已。

2. 一个小例子用于linux 下账户的建立

filename: account.sh可以使用./account.sh newaccout 来执行

1 #!/usr/bin/expect

2

3 set passwd "mypasswd"

4 set timeout 60

5

6 if {$argc != 1} {

7 send "usage ./account.sh \$newaccount\n"

8 exit

9 }

10

11 set user [lindex $argv [expr $argc-1]]

12

13 spawn sudo useradd -s /bin/bash -g mygroup -m $user

14

15 expect {

16 "assword" {

17 send_user "sudo now\n"

18 send "$passwd\n"

19 exp_continue

20 }

21 eof

22 {

23 send_user "eof\n"

24 }

25 }

26

27 spawn sudo passwd $user

28 expect {

29 "assword" {

30 send "$passwd\n"

31 exp_continue

32 }

33 eof

34 {

35 send_user "eof"

36 }

37 }

38

39 spawn sudo smbpasswd -a $user

40 expect {

41 "assword" {

42 send "$passwd\n"

43 exp_continue

44 }

45 eof

46 {

47 send_user "eof"

48 }

49 }

3. 注意点

第3 行 对变量赋值的方法

第4 行 默认情况下timeout 是10 秒

第6 行 参数的数目可以用$argc 得到

第11 行参数存在$argv 当中比如取第一个参数就是[lindex $argv 0]并且

如果需要计算的话必须用expr如计算2-1则必须用[expr 2-1]

第13 行用spawn 来执行一条shell 命令shell 命令根据具体情况可自行调整

有文章说sudo 要加-S经过实际测试无需加-S 亦可

第15 行一般情况下如果连续做两个expect那么实际上是串行执行的用。expect 与“{ ”之间直接必须有空格或则TAB间隔否则会出麻烦会报错invalid command name "expect{"

例子中的结构则是并行执行的主要是看匹配到了哪一个在这个例子中如果

你写成串行的话即

expect "assword"

send "$passwd\n"

expect eof

send_user "eof"

那么第一次将会正确运行因为第一次sudo 时需要密码但是第二次运行时由于

密码已经输过默认情况下sudo 密码再次输入时间为5 分钟则不会提示用户

去输入所以第一个expect 将无法匹配到assword而且必须注意的是如果是

spawn 命令出现交互式提问的但是expect 匹配不上的话那么程序会按照timeout

的设置进行等待可是如果spawn 直接发出了eof 也就是本例的情况那么expect

"assword"将不会等待而直接去执行expect eof。

这时就会报expect: spawn id exp6 not open因为没有spawn 在执行后面的

expect 脚本也将会因为这个原因而不再执行所以对于类似sudo 这种命令分支

不定的情况最好是使用并行的方式进行处理

第17 行仅仅是一个用户提示而已可以删除

第18 行向spawn 进程发送password

第19 行使得spawn 进程在匹配到一个后再去匹配接下来的交互提示

第21 行eof 是必须去匹配的在spawn 进程结束后会向expect 发送eof如果

不去匹配有时也能运行比如sleep 多少秒后再去spawn 下一个命令但是不

要依赖这种行为很有可能今天还可以明天就不能用了

4. 其他

下面这个例子比较特殊在整个过程中就不能expect eof 了

1 #!/usr/bin/expect

2

3 set timeout 30

4 spawn ssh 10.192.224.224

5 expect "password:"

6 send "mypassword\n"

7 expect "*$"

8 send "mkdir tmpdir\n" #远程执行命令用send发送不用spawn

9 expect "*$" #注意这个地方要与操作系统上环境变量PS1相匹配尤其是有PS1有空格的情况下一定在expct "*$ "把空格加上加不上你就完蛋了。我试过。

这个例子实际上是通过ssh 去登录远程机器并且在远程机器上创佳一个目录

我们看到在我们输入密码后并没有去expect eof这是因为ssh 这个spawn 并没

有结束而且手动操作时ssh 实际上也不会自己结束除非你exit所以你只能

expect bash 的提示符当然也可以是机器名等这样才可以在远程创建一个目

录。

注意请不要用spawn mkdir tmpdir这样会使得上一个spawn 即ssh 结束那

么你的tmpdir 将在本机建立。

当然实际情况下可能会要你确认ssh key可以通过并行的expect 进行处理不

多赘述。

5. 觉得bash 很多情况下已经很强大所以可能用expect 只需要掌握这些就好了

其他的如果用到可以再去google 了。

源代码图片

6 \实例下面这个脚本是完成对单个服务器scp任务。1: #!/usr/bin/expect2:3: set timeout 104: set host [lindex $argv 0]5: set username [lindex $argv 1]6: set password [lindex $argv 2]7: set src_file [lindex $argv 3]8: set dest_file [lindex $argv 4]9:10: spawn scp  $src_file $username@$host:$dest_file11: expect {12:     "(yes/no)?"13:         {14:             send "yes\n"15:             expect "*assword:" { send "$password\n"}16:         }17:     "*assword:"18:         {19:             send "$password\n"20:         }21:     }22: expect "100%"23: expect eof参考源代码图片

注意代码刚开始的第一行指定了expect的路径与shell脚本相同这一句指定了程序在执行时到哪里去寻找相应的启动程序。代码刚开始还设定了timeout的时间为10秒如果在执行scp任务时遇到了代码中没有指定的异常则在等待10秒后该脚本的执行会自动终止。

spawn代表在本地终端执行的语句在该语句开始执行后expect开始捕获终端的输出信息然后做出对应的操作。expect代码中的捕获的(yes/no)内容用于完成第一次访问目标主机时保存密钥的操作。有了这一句scp的任务减少了中断的情况。代码结尾的expect eof与spawn对应表示捕获终端输出信息的终止。

有了这段expect的代码还只能完成对单个远程主机的scp任务。如果需要实现批量scp的任务则需要再写一个shell脚本来调用这个expect脚本。

1: #!/bin/sh2:3: list_file=$14: src_file=$25: dest_file=$36:7: cat $list_file | while    read line8: do9:     host_ip=`echo $line | awk '{print $1}'`10:     username=`echo $line | awk '{print $2}'`11:     password=`echo $line | awk '{print $3}'`12:     echo "$host_ip"13:     ./expect_scp $host_ip $username $password $src_file $dest_file15: done参考代码图片如下

很简单的代码指定了3个参数列表文件的位置、本地源文件路径、远程主机目标文件路径。需要说明的是其中的列表文件指定了远程主机ip、用户名、密码这些信息需要写成以下的格式

IP username password

中间用空格或tab键来分隔多台主机的信息需要写多行内容。

这样就指定了两台远程主机的信息。注意如果远程主机密码中有“$”、“#”这类特殊字符的话在编写列表文件时就需要在这些特殊字符前加上转义字符否则expect在执行时会输入错误的密码。