Python模块之pexpect详解（一）

一、pexpect模块介绍
二、Pexpect的安装
三、pexpect的核心组件
- 3.1 spawn类
- - 3.1.1 简介
  - 3.1.2 使用流程
  - 3.1.3 构造方法参数
  - - （1）command
    - （2）args=[]
    - （5）logfile=None
    - （6）cwd=None
  - 3.1.4 基本属性和方法
  - - （1）expect()连续匹配
    - （2）sendline(s='')
  - 3.1.5 其他发送信息的方法
  - 3.1.6 其他获取结果的方法
  - 3.1.7 其他常用方法
  - 3.1.8 控制子程序方法
- 3.2 run函数
四、Pexpect封装工具

一、pexpect模块介绍

Pexpect使Python成为控制其他应用程序的更好工具。可以理解为Linux下的expect的Python封装,通过pexpect我们可以实现对ssh,ftp,passwd,telnet等命令行进行自动交互，而无需人工干涉来达到自动化的目的

二、Pexpect的安装

#python2
pip install pexpect#python3
pip3 install pexpect

三、pexpect的核心组件

3.1 spawn类

3.1.1 简介

是Pexpect库的主要对象即接口类
用于启动和控制子程序

3.1.2 使用流程

建立spawn类的实例，传入要运行的命令。
调用spawn类的实例方法，与子命令交互。
通过交互的信息，完成要实现的相关功能。

3.1.3 构造方法参数

参数	说明
command	任何系统可执行的命令参数可直接放入command 不直接支持管道、通配符、标志输入、输出、错误重定向
args=[]	专门将command命令的参数放入这个列表中以`'/bin/bash',['-c','cat test \| grep gree']`形式实现管道、通配符、标志输入、输出、错误重定向等功能
timeout=30	超出时间，抛出错误
maxread=2000	从TTY读取信息最大缓冲区
logfile=None	指定日志文件，可指定为`sys.stdout`
cwd=None	指定命令运行时的当前目录
env=None	指定命令运行时环境变量有哪些
encoding=None	命令运行时，信息编码
codec_errors=‘strict’	编码转换时的转向

（1）command

>>> import pexpect
>>> child = pexpect.spawn('ls')
>>> child.expect(pexpect.EOF)
0
>>> print(child.before.decode())
get-pip.py  nohup.out  stop-ssl-dos.sh
index.html  Python-2.7.18  ssl_flood.sh>>> child = pexpect.spawn('ls -l /home')
>>> child.expect(pexpect.EOF)
0
>>> print(child.before.decode())
total 12
drwxr-xr-x 12 root root 4096 Dec 15 14:52 files
drwxr-xr-x 10 root root 4096 Aug 13  2020 opt
drwxr-xr-x  2 root root 4096 Jul 27  2017 users# 不支持管道、通配符、标志输入、输出、错误重定向
>>> child = pexpect.spawn('ls -l | grep Python')
>>> child.expect(pexpect.EOF)
0
>>> print(child.before.decode())
/bin/ls: cannot access |: No such file or directory
/bin/ls: cannot access grep: No such file or directory
/bin/ls: cannot access Python: No such file or directory

（2）args=[]

# []传入参数列表
>>> child = pexpect.spawn('ls',args=['-l','/home'])
>>> child.expect(pexpect.EOF)
0
>>> print(child.before.decode())
total 12
drwxr-xr-x 12 root root 4096 Dec 15 14:52 files
drwxr-xr-x 10 root root 4096 Aug 13  2020 opt
drwxr-xr-x  2 root root 4096 Jul 27  2017 users# 实现管道、通配符、标志输入、输出、错误重定向等功能
>>> child = pexpect.spawn('/bin/bash',['-c','ls -al | grep Python'])
>>> child.expect(pexpect.EOF)
0
>>> print(child.before.decode())
drwxr-xr-x  18 1000 1000       4096 Feb  9 20:31 Python-2.7.18

（5）logfile=None

打开文件

>>> f = open('log.txt','wb')
>>> child = pexpect.spawn('ls -l /home', logfile=f)
>>> child.expect(pexpect.EOF)
0
>>> f.close()
>>> exit()[root@xxxx-2021 ~]# cat log.txt
total 12
drwxr-xr-x 12 root root 4096 Dec 15 14:52 files
drwxr-xr-x 10 root root 4096 Aug 13  2020 opt
drwxr-xr-x  2 root root 4096 Jul 27  2017 users

在终端直接显示

>>> import pexpect
>>> import sys
>>> child = pexpect.spawnu('ls -l /home', logfile=sys.stdout)
>>> child.expect(pexpect.EOF)
total 12
drwxr-xr-x 12 root root 4096 Dec 15 14:52 noah
drwxr-xr-x 10 root root 4096 Aug 13  2020 opt
drwxr-xr-x  2 root root 4096 Jul 27  2017 users
0
>>>

（6）cwd=None

>>> child = pexpect.spawnu('ls -al', logfile=sys.stdout, cwd='/home')
>>> child.expect(pexpect.EOF)
total 20
drwxr-xr-x  5 root root 4096 Jul 27  2017 .
drwxr-xr-x 28 root root 4096 Dec 16 07:56 ..
drwxr-xr-x 12 root root 4096 Dec 15 14:52 files
drwxr-xr-x 10 root root 4096 Aug 13  2020 opt
drwxr-xr-x  2 root root 4096 Jul 27  2017 users
0
>>>

3.1.4 基本属性和方法

描述说明

基本方法

描述	说明
基本方法	`expect(pattern,timeout=-1)`注：仅列出主要参数 - pattern：可以为字符串、正则表达式、EOF、TIMEOUT，或者是以上类型的列表。用于匹配子命令返回结果 - 从子命令返回结果中进行匹配，若只提供字符串等非列表，匹配成功返回0；若提供列表，则返回匹配成功的列表序号；匹配失败则会引发异常； - 匹配事项：（1）匹配的方式是从返回信息中逐个字符读出进行匹配（2）pattern为列表时，从左至右哪个最先匹配到就匹配哪个（3）可以对结果进行多次匹配，但只能从前往后，前边已搜索匹配的内容不会再进行匹配（4）匹配时自动应用re.DOTALL正则选项。（`.+`会匹配所有字符，`.*`返回空字符）。（5）匹配行尾用`'\r\n'`（无法用`$`匹配行尾） - timeout默认为-1时，使用默认的超时期限；设置为None时，将阻塞至返回信息 `sendline(s='')`
基本属性	before：匹配点之前的文本 after：匹配成功的内容 match：已匹配的匹配对象，匹配失败为None
特殊匹配	pexpect.EOF pexpect.TIMEOUT 它们实际是两个异常类

expect(pattern,timeout=-1)注：仅列出主要参数
- pattern：可以为字符串、正则表达式、EOF、TIMEOUT，或者是以上类型的列表。用于匹配子命令返回结果
- 从子命令返回结果中进行匹配，若只提供字符串等非列表，匹配成功返回0；若提供列表，则返回匹配成功的列表序号；匹配失败则会引发异常；
- 匹配事项：
（1）匹配的方式是从返回信息中逐个字符读出进行匹配
（2）pattern为列表时，从左至右哪个最先匹配到就匹配哪个
（3）可以对结果进行多次匹配，但只能从前往后，前边已搜索匹配的内容不会再进行匹配
（4）匹配时自动应用re.DOTALL正则选项。（.+会匹配所有字符，.*返回空字符）。
（5）匹配行尾用'\r\n'（无法用$匹配行尾）
- timeout默认为-1时，使用默认的超时期限；设置为None时，将阻塞至返回信息

sendline(s='')

基本属性 before：匹配点之前的文本
after：匹配成功的内容
match：已匹配的匹配对象，匹配失败为None

特殊匹配 pexpect.EOF
pexpect.TIMEOUT
它们实际是两个异常类

（1）expect()连续匹配

# 连续匹配
>>> child = pexpect.spawn('ls -l')
>>> child.expect(pexpect.EOF)
0
>>> print(child.before)
total 8
-rw-r--r-- 1 root root    0 Feb 21 19:18 log.txt
drwxr-xr-x 2 root root 4096 Feb 21 19:18 test
drwxr-xr-x 2 root root 4096 Feb 21 19:19 tttt>>>
>>> child = pexpect.spawn('ls -l')
>>> child.expect('test')
0
>>> print(child.after)
test
>>> child.expect('ttt')
0
>>> print(child.after)
ttt
>>># 连续匹配 列表形式
>>> child = pexpect.spawn('ls -l')
>>> child.expect('test')
0
>>> print(child.after)
test
>>> child.expect('ttt')
0
>>> print(child.after)
ttt
>>>
>>> child = pexpect.spawn('ls -l')
>>> child.expect('test')
0
>>> child.expect(['test','ttt'])
1        # 1为ttt的列表索引，因为此前已经匹配过test，文件游标不会再匹配（test在前，tttt在后）
>>>

（2）sendline(s=’’)

bash展示

[root@xxxx-2021 ~]# nslookup
> https://www.jd.com/
Server:     10.138.48.2
Address:    10.138.48.2#53Non-authoritative answer:
*** Can't find https://www.jd.com/: No answer
>

使用sendline实现以上命令行功能：

>>> import pexpect
>>> child = pexpect.spawn('nslookup')
>>> child.expect('>')
0
>>> child.sendline('https://www.jd.com/')
20
>>> child.expect('>')
0
>>> print(child.before.decode())https://www.jd.com/
Server:     10.138.48.2
Address:    10.138.48.2#53Non-authoritative answer:
*** Can't find https://www.jd.com/: No answer>>>

3.1.5 其他发送信息的方法

方法	描述
send(s)	类似于sendline()，只发送字符串给子程序; 不添加回车符(换行符); 打开了日志，则会添加到日志中; 返回已发送字节数;
write(s)	同send()方法，但无返回值;
writelines(sequense)	调用write()方法，将序列中内容发送
sendcontrol(char)	发送类似ctrl+d、ctrl+d等组合键
sendof()	发送一个结束符，一般用于确认上一次发送内容缓冲结束
sendintr()	发送退出信号

3.1.6 其他获取结果的方法

方法	描述
expect_exact()	用法与expect()方法相同，匹配速度更快；除pattern不能用正则表达式
expect_list()	匹配列表只用已编译正则表达式和EOF、TIMEOUT；提高匹配速度； expect()方法是通过它工作的
read(size=-1)	从子程序输出中读取指定量数据。 size为-1时读取时直到EOF(当子程序退出后使用)
readline(size=-1)	-1时直接读取一行数据； 0时返回为空；其他值时被忽略，返回一行；

# send方法
>>> child = pexpect.spawn('nslookup')
>>> child.expect('>')
0
>>> child.send('www.baidu.com')
13
>>> child.send('\n')
1
>>> child.expect('>')
0
>>> print(child.before.decode())www.baidu.com
Server:     10.138.48.2
Address:    10.138.48.2#53Non-authoritative answer:
www.baidu.com   canonical name = www.xxx.com.
Name:   www.xxx.com
Address: 100.59.200.6
Name:   www.xxx.com
Address: 100.59.200.7# write方法
child.write('www.baidu.com\n')# writelines方法
child.writelines(['www.baidu.com','\n'])# sendintr方法 -- False表示子程序已经结束了
>>> child.sendintr()
>>> child.isalive()
False

3.1.7 其他常用方法

方法	描述
compile_pattern_list(patterns)	编译列表每一项的正则表达式; 当多次应用expect匹配时，每次会先对其列表实行编译后匹配; 为了提高效率，可以预先调用它进行编译; 之后直接使用expect_list()方法进行匹配
eof()	抛出过EOF错误，则返回真。
interact(escape_character=’\x\d’, input_filter=None, output_filter=None)	实现子程序和用户直接交互; 开启了日志，输入和输出会记录在日志文件中; input_filter和output_filter用于对输入和输出进行过滤；传入的应是接受字符串参数并返回字符串的一个函数; 默认退出键为`ctrl+]`

3.1.8 控制子程序方法

方法	描述
kill(sig)	通过给子程序发送信号(signal)；

3.2 run函数

四、Pexpect封装工具

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-'''
登录ssh并执行命令，端口为默认ssh端口
'''
try:import pexpect
except:import osimport sysif sys.version_info < (3, 0):os.system("pip2 install pexpect")else:print "using python 2.X."import pexpect
import rePROMPT = ['#', '>>>', '>', '\$']class SSHOpreator:def __init__(self, user, host, pwd):self.user = userself.host = hostself.pwd = pwdself.ssh = Nonedef send_command(self, cmd):# 执行命令，并返回结果self.ssh.sendline(cmd)  # 传递命令self.ssh.buffer = ""self.ssh.expect(PROMPT)  # 期望获得的命令提示符return self.ssh.before  # 获取远程打印命令def close(self):self.ssh.close()def connect(self):ssh_newkey = "Are you sure you want to continue connecting"constr = "ssh " + self.user + "@" + self.hostself.ssh = pexpect.spawn(constr)ret = self.ssh.expect([pexpect.TIMEOUT, ssh_newkey, '[P|p]assword:'])if ret == 0:return False, '[%s@%s] Error Connecting' % (self.user, self.host)if ret == 1:self.ssh.sendline("yes")  # 发送YESret = self.ssh.expect([pexpect.TIMEOUT, ssh_newkey, '[P|p]assword:'])if ret == 0:return False, '[%s@%s] Error Connecting' % (self.user, self.host)self.ssh.sendline(self.pwd)self.ssh.expect(PROMPT)return True, '[%s@%s] success Connecting' % (self.user, self.host)if __name__ == "__main__":ssh = SSHOpreator(user='root', host='127.0.0.1', pwd='123456')ret, msg = ssh.connect()if not ret:print msgexit(0)cmd = "cd /home/mydir"result = ssh.send_command(cmd)cmd = "ll"result = ssh.send_command(cmd)result = re.sub('[\s]+', ' ', result)ssh.close()print result

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