千里江山图，自动化成诗：Expect脚本详解——从入门到进阶的自动化利器

#!/usr/bin/expect  
# 设置超时时间  
set timeout 20  
# 启动新的进程  
spawn ssh user@hostname  
# 等待特定输出  
expect "password:"  
# 发送密码  
send "your_password\r"  
# 等待登录成功后的提示符  
expect "$ "  
# 执行命令  
send "ls -l\r"  
# 等待命令执行完毕  
expect "$ "  
# 退出会话  
send "exit\r"  
# 脚本结束  
expect eof

脚本解释

#!/usr/bin/expect：指定脚本的解释器为Expect。
set timeout 20：设置超时时间为20秒，如果20秒内未收到预期的输出，则脚本会报错并退出。
spawn ssh user@hostname：启动一个新的ssh进程，尝试连接到指定的主机。
expect "password:"：等待进程输出"password:"提示。
send "your_password\r"：向进程发送密码，并回车。
expect "$ "：等待登录成功后的shell提示符。
send "ls -l\r"：执行ls -l命令列出当前目录下的文件和目录。
expect "$ "：再次等待命令执行完毕后的shell提示符。
send "exit\r"：发送exit命令退出ssh会话。
expect eof：等待进程结束。

进阶应用

错误处理

在自动化脚本中，错误处理是非常重要的。Expect通过超时设置和条件语句来处理错误。

bash 复制代码

#!/usr/bin/expect  
set timeout 20  
spawn ssh user@hostname  
expect {  
    "password:" { send "your_password\r" }  
    timeout { puts "连接超时"; exit 1 }  
    eof { puts "连接失败或远程主机关闭"; exit 1 }  
}  
expect "$ "  
send "ls -l\r"  
expect "$ "  
send "exit\r"  
expect eof

在上述脚本中，我们使用了expect的条件语句来同时处理密码提示、超时和EOF（文件结束符）的情况。

正则表达式

Expect支持使用正则表达式来匹配复杂的输出，这使得脚本更加灵活和强大。

bash 复制代码

#!/usr/bin/expect  
spawn ssh user@hostname  
expect {  
    {.*[Pp]assword.*} {  
        puts "密码提示"  
        send "your_password\r"  
    }  
    timeout {  
        puts "超时"  
        exit 1  
    }  
}  
expect "$ "  
send "ls -l\r"  
expect "$ "  
send "exit\r"  
expect eof

在这个示例中，我们使用正则表达式{.*[Pp]assword.*}来匹配包含"password"或"Password"的任意输出。

并发处理

虽然Expect本身不支持多线程操作，但可以通过并发处理多个进程来模拟多线程效果。

bash 复制代码

#!/usr/bin/expect  
set timeout 20  
spawn ssh user1@hostname1 &  # 后台启动第一个SSH会话  
spawn ssh user2@hostname2 &  # 后台启动第二个SSH会话  
  
expect {  
    "password:" {  
        send "user1_password\r"  
        exp_continue  
    }  
    eof {}  
}  
  
expect {  
    "password:" {  
        send "user2_password\r"  
        exp_continue  
    }  
    eof {}  
}

在Expect脚本中实现真正的并发处理通常需要使用一些额外的工具或策略，因为Expect本身并不直接支持多线程或多进程并发。但是，我们可以通过循环、后台进程和wait命令来模拟并发行为。

不过，由于直接在Expect脚本中管理多个后台进程可能会变得复杂且难以维护，这里提供一个简化的思路，即使用shell脚本来管理多个Expect脚本的并发执行。

使用Shell脚本管理多个Expect脚本

你可以编写一个shell脚本来启动多个Expect脚本，每个脚本处理一个独立的任务。Shell脚本可以很容易地并行启动这些Expect脚本，并通过wait命令等待它们全部完成。

bash 复制代码

#!/bin/bash  
  
# 启动第一个Expect脚本  
expect_script1.sh &  
pid1=$!  
  
# 启动第二个Expect脚本  
expect_script2.sh &  
pid2=$!  
  
# 等待两个脚本完成  
wait $pid1  
wait $pid2  
  
echo "所有任务完成"

这里，expect_script1.sh和expect_script2.sh是两个包含Expect命令的脚本文件。每个脚本都在后台执行（通过在命令后添加&实现），并且shell脚本会捕获它们的进程ID（PID）以便稍后等待它们完成。

在Expect脚本内部模拟并发

如果你确实需要在单个Expect脚本中模拟并发（尽管这通常不是最佳实践），你可能需要利用Expect的exp_continue特性来在单个expect块中处理多个匹配项，但这实际上并不等同于真正的并发处理。

一个更实用的方法是，如果你需要处理多个会话或连接，你可以在一个Expect脚本中循环启动多个会话，并为每个会话使用不同的spawn和expect块。但是，这些会话仍然是顺序处理的，除非你将它们放入后台（在Expect中通常不推荐这样做，因为后台进程的控制会变得复杂）。

脚本复用与模块化

随着自动化任务的增加，脚本的复用和模块化变得尤为重要。你可以将常用的Expect代码片段封装成函数或过程，并在多个脚本中重用它们。

在Tcl（Expect的底层语言）中，你可以定义过程（procedures）来实现这一点。

bash 复制代码

#!/usr/bin/expect  
  
# 定义登录过程  
proc login {user host password} {  
    spawn ssh $user@$host  
    expect {  
        "password:" {  
            send "$password\r"  
            exp_continue  
        }  
        timeout {  
            puts "登录超时"  
            exit 1  
        }  
        eof {  
            puts "登录失败"  
            exit 1  
        }  
    }  
    expect "$ "  
}  
  
# 使用登录过程  
login user1 hostname1 password1  
send "ls -l\r"  
expect "$ "  
send "exit\r"  
expect eof  
  
# 可以再次使用登录过程连接其他主机  
login user2 hostname2 password2  
# ... 执行其他命令

总结

Expect脚本是自动化交互式任务的强大工具，尤其适用于需要频繁输入用户名、密码或执行一系列命令的场景。通过掌握Expect的基本语法、进阶特性和错误处理机制，你可以编写出高效、可靠的自动化脚本，从而提高工作效率并减少人为错误。

此外，随着任务的复杂化，学会将脚本模块化、复用代码片段以及利用shell脚本管理多个Expect进程的能力，将使你能够更加灵活地应对各种自动化需求。希望本文能帮助你开启Expect脚本自动化的大门，并在自动化运维和测试的道路上越走越远。