2007年10月9日 星期二

Expect 教程中文版

Expect 教程中文版
本文出自: 作者: 葫蘆娃 翻譯 (2001-09-12 10:00:00)
[版權聲明]
  
  Copyright(c) 1999
    
  本教程由*葫蘆娃*翻譯,並做了適當的修改,可以自由的用非商業目的。
  但Redistribution時必須拷貝本[版權聲明]。      

[BUG]

  有不少部分,翻譯的時候不能作到“信,達”。當然了,任何時候都沒有做到“雅”,希望各位諒解。

[原]
 
  Don Libes: National Institute of Standards and Technology
    libes@cme.nist.gov

[目錄]
  
  1.摘要
  2.關鍵字
  3.簡介
  4.Expect綜述
  5.callback
  6.passwd 和一致性檢查
  7.rogue 和偽終端
  8.ftp
  9.fsck
  10.多進程控制:作業控制
  11.交互式使用Expect
  12.交互式Expect編程
  13.非交互式程序的控制
  14.Expect的速度
  15.安全方面的考慮
  16.Expect資源
  17.參考書籍

1.[摘要]

  現代的Shell對程序提供了最小限度的控制(開始,停止,等等),而把交互的特性留給了用戶。 這意味著有些程序,
你不能非交互的運行,比如說passwd。 有一些程序可以非交互的運行,但在很大程度上喪失了靈活性,比如說fsck。
這表明Unix的工具構造邏輯開始出現問題。Expect恰恰填補了其中的一些裂痕,解決了在Unix環境中長期存在著的一些
問題。

  Expect使用Tcl作為語言核心。不僅如此,不管程序是交互和還是非交互的,Expect都能運用。這是一個小語言和Unix
的其他工具配合起來產生強大功能的經典例子。
 
  本部分教程並不是有關Expect的實現,而是關Expect語言本身的使用,這主要也是通過不同的腳本描述例子來體現。
其中的幾個例子還例証了Expect的幾個新特征。
 
2.[關鍵字]
  
  Expect,交互,POSIX,程序化的對話,Shell,Tcl,Unix;

3.[簡介]
 
  一個叫做fsck的Unix文件系統檢查程序,可以從Shell裡面用-y或者-n選項來執行。 在手冊[1]裡面,-y選項的定
義是象這樣的。

  “對fsck的所有問題都假定一個“yes”響應;在這樣使用的時候,必須特別的小心,因為它實際上允許程序無條
件的繼續運行,即使是遇到了一些非常嚴重的錯誤”
  
  相比之下,-n選項就安全的多,但它實際上幾乎一點用都沒有。這種接口非常的糟糕,但是卻有許多的程序都是這種
風格。 文件傳輸程序ftp有一個選項可以禁止交互式的提問,以便能從一個腳本裡面運行。但一旦發生了錯誤,它沒有
提供的處理措施。

  Expect是一個控制交互式程序的工具。他解決了fsck的問題,用非交互的方式實現了所有交互式的功能。Expect不是
特別為fsck設計的,它也能進行類似ftp的出錯處理。

  fsck和ftp的問題向我們展示了象sh,csh和別的一些shell提供的用戶接口的局限性。 Shell沒有提供從一個程序讀
和象一個程序寫的功能。這意味著shell可以運行fsck但只能以犧牲一部分fsck的靈活性做代價。有一些程序根本就不能
被執行。比如說,如果沒有一個用戶接口交互式的提供輸入,就沒法運行下去。其他還有象Telnet,crypt,su,rlogin等程
序無法在shell腳本裡面自動執行。還有很多其他的應用程序在設計是也是要求用戶輸入的。

  Expect被設計成專門針和交互式程序的交互。一個Expect程序員可以寫一個腳本來描述程序和用戶的對話。接著Expect
程序可以非交互的運行“交互式”的程序。寫交互式程序的腳本和寫非交互式程序的腳本一樣簡單。Expect還可以用對對
話的一部分進行自動化,因為程序的控制可以在鍵盤和腳本之間進行切換。

bes[2]裡面有詳細的描述。簡單的說,腳本是用一種解釋性語言寫的。(也有C和C++的Expect庫可供使用,但這超出了本文
的范圍).Expect提供了創建交互式進程和讀寫它們的輸入和輸出的命令。 Expect是由它的一個同名的命令而命名的。

  Expect語言是基Tcl的。Tcl實際上是一個子程序庫,這些子程序庫可以嵌入到程序裡從而提供語言服務。 最終的
語言有點象一個典型的Shell語言。裡面有給變量賦值的set命令,控制程序執行的if,for,continue等命令,還能進行普通
的數學和字符串操作。當然了,還可以用exec來調用Unix程序。所有這些功能,Tcl都有。Tcl在參考書籍 Outerhour[3][4]
裡有詳細的描述。

  Expect是在Tcl基礎上創建起來的,它還提供了一些Tcl所沒有的命令。spawn命令激活一個Unix程序來進行交互式的運行。 
send命令向進程發送字符串。expect命令等待進程的某些字符串。 expect支持正規表達式並能同時等待多個字符串,並對
每一個字符串執行不同的操作。expect還能理解一些特殊情況,如超時和遇到文件尾。

  expect命令和Tcl的case命令的風格很相似。都是用一個字符串去匹配多個字符串。(只要有可能,新的命令總是和已
有的Tcl命令相似,以使得該語言保持工具族的繼承性)。下面關expect的定義是從手冊[5]上摘錄下來的。

      expect patlist1 action1 patlist2 action2.....

    該命令一直等到當前進程的輸出和以上的某一個模式相匹配,或者等    到時間超過一個特定的時間長度,
或者等到遇到了文件的結束為止。
    
    如果最一個action是空的,就可以省略它。

    每一個patlist都由一個模式或者模式的表(lists)組成。如果有一個模式匹配成功,相應的action就被執行。執
行的結果從expect返回。
    被精確匹配的字符串(或者當超時發生時,已經讀取但未進行匹配的字符串)被存貯在變量expect_match裡面。如
果patlist是eof或者timeout,則發生文件結束或者超時時才執行相應的action.一般超時的時值是10秒,但可以用類似
"set timeout 30"之類的命令把超時時值設定為30秒。
    
    下面的一個程序段是從一個有關登錄的腳本裡面摘取的。abort是在腳本的別處定義的過程,而其他的action使用
類似與C語言的Tcl原語。

      expect "*welcome*"        break     
           "*busy*"        {print busy;continue}
          "*failed*"        abort 
          timeout        abort

    模式是通常的C Shell風格的正規表達式。模式必須匹配當前進程的從上一個expect或者interact開始的所有輸
出(所以統配符*使用的非常)的普遍。但是,一旦輸出超過2000個字節,前面的字符就會被忘記,這可以通過設定
match_max的值來改變。

  expect命令確實體現了expect語言的最好和最壞的性質。特別是,expect命令的靈活性是以經常出現令人迷惑的語法
做代價。除了關鍵字模式(比如說eof,timeout)那些模式表可以包括多個模式。這保証提供了一種方法來區分他們。但是分
開這些表需要額外的掃描,如果沒有恰當的用["]括起來,這有可能會把和當成空白字符。由Tcl提供了兩種字符串引用
的方法:單引和雙引,情況變的更糟。(在Tcl裡面,如果不會出現二義性話,沒有必要使用引號)。在expect的手冊裡面,
還有一個獨立的部分來解釋這種復雜性。幸運的是:有一些很好的例子似乎阻止了這種抱怨。但是,這個復雜性很有可能
在將來的版本中再度出現。為了增強可讀性,在本文中,提供的腳本都假定雙引號是足夠的。

  字符可以使用反斜槓來單獨的引用,反斜槓也被用對語句的延續,如果不加反斜槓的話,語句到一行的結尾處就結
束了。這和Tcl也是一致的。Tcl在發現有開的單引號或者開的雙引號時都會繼續掃描。而且,分號可以用在一行中分割
多個語句。這乍聽起來有點讓人困惑,但是,這是解釋性語言的風格,但是,這確實是Tcl的不太漂亮的部分。

5.[callback]

  令人非常驚訝的是,一些小的腳本如何的產生一些有用的功能。下面是一個撥電話號碼的腳本。他用來把收費反向,
以便使得長途電話對計算機計費。這個腳本用類似“expect callback.exp 12016442332”來激活。其中,腳本的名字便
是callback.exp,而+1(201)644-2332是要撥的電話號碼。

    #first give the user some time to logout
    exec sleep 4
    spawn tip modem
    expect "*connected*"
    send "ATD [index $argv 1] "
    #modem takes a while to connect
    set timeout 60
    expect "*CONNECT*"

  第一行是注釋,第二行展示了如何調用沒有交互的Unix程序。sleep 4會使程序阻塞4秒,以使得用戶有時間來退出,
因為modem總是會回叫用戶已經使用的電話號碼。

  下面一行使用spawn命令來激活tip程序,以便使得tip的輸出能夠被expect所讀取,使得tip能從send讀輸入。一旦
tip說它已經連接上,modem就會要求去撥打大哥電話號碼。(假定modem都是賀氏兼容的,但是本腳本可以很容易的修改
成能適應別的類型的modem)。不論發生了什,expect都會終止。如果呼叫失敗,expect腳本可以設計成進行重試,但
這裡沒有。如果呼叫成功,getty會在expect退出檢測到DTR,並且向用戶提示loging:。(實用的腳本往往提供更多的
錯誤檢測)。

  這個腳本展示了命令行參數的使用,命令行參數存貯在一個叫做argv的表裡面(這和C語言的風格很象)。在這種情況
下,第一個元素就是電話號碼。方括號使得被括起來的部分當作命令來執行,結果就替換被括起來的部分。這也和
C Shell的風格很象。

  這個腳本和一個大約60K的C語言程序實現的功能相似。
    

6.[passwd和一致性檢查]

  在前面,我們提到passwd程序在缺乏用戶交互的情況下,不能運行,passwd會忽略I/O重定向,也不能嵌入到管道裡
邊以便能從別的程序或者文件裡讀取輸入。這個程序堅持要求真正的與用戶進行交互。因為安全的原因,passwd被設計
成這樣,但結果導致沒有非交互式的方法來檢驗passwd。這樣一個對系統安全至關重要的程序竟然沒有辦法進行可靠的
檢驗,真實具有諷刺意味。

  passwd以一個用戶名作為參數,交互式的提示輸入密碼。下面的expect腳本以用戶名和密碼作為參數而非交互式的運行。

    spawn oasswd [index $argv 1]
    set password [index $argv 2]
    expect "*password:"
    send "$password "
    expect "*password:"
    send "$password "
    expect eof

  第一行以用戶名做參數啟動passwd程序,為方便起見,第二行把密碼存到一個變量裡面。和shell類似,變量的使用也
不需要提前聲明。

  在第三行,expect搜索模式"*password:",其中*允許匹配任意輸入,所以對避免指定所有細節而言是非常有效的。
上面的程序裡沒有action,所以expect檢測到該模式就繼續運行。

  一旦接收到提示,下一行就就把密碼送給當前進程。表明回車。(實際上,所有的C的關字符的約定都支持)。上面
的程序中有兩個expect-send序列,因為passwd為了對輸入進行確認,要求進行兩次輸入。在非交互式程序裡面,這是毫無
必要的,但由假定passwd是在和用戶進行交互,所以我們的腳本還是這樣做了。

  最,"expect eof"這一行的作用是在passwd的輸出中搜索文件結束符,這一行語句還展示了關鍵字的匹配。另外一
個關鍵字匹配就是timeout了,timeout被用表示所有匹配的失敗而和一段特定長度的時間相匹配。在這裡eof是非常有必
要的,因為passwd被設計成會檢查它的所有I/O是否都成功了,包括第二次輸入密碼時產生的最一個新行。

  這個腳本已經足夠展示passwd命令的基本交互性。另外一個更加完備的例子回檢查別的一些行為。比如說,下面的這
個腳本就能檢查passwd程序的別的幾個方面。所有的提示都進行了檢查。對垃圾輸入的檢查也進行了適當的處理。進程死
亡,超乎尋常的慢響應,或者別的非預期的行為都進行了處理。

    spawn passwd [index $argv 1]
    expect     eof            {exit 1}     
        timeout            {exit 2}    
        "*No such user.*"    {exit 3}    
        "*New password:"    
    send "[index $argv 2 "
    expect     eof            {exit 4}    
        timeout            {exit 2}    
        "*Password too long*"    {exit 5}    
        "*Password too short*"    {exit 5}    
        "*Retype ew password:"
    send "[index $argv 3] "
    expect     timeout            {exit 2}    
        "*Mismatch*"        {exit 6}    
        "*Password unchanged*"    {exit 7}    
        " "        
    expect    timeout            {exit 2}    
        "*"            {exit 6}    
        eof

   
  這個腳本退出時用一個數字來表示所發生的情況。0表示passwd程序正常運行,1表示非預期的死亡,2表示鎖定,等等。
使用數字是為了簡單起見。expect返回字符串和返回數字是一樣簡單的,即使是派生程序自身產生的消息也是一樣的。實際
上,典型的做法是把整個交互的過程存到一個文件裡面,只有當程序的運行和預期一樣的時候才把這個文件刪除。否則這個
log被留待以進一步的檢查。

  這個passwd檢查腳本被設計成由別的腳本來驅動。這第二個腳本從一個文件裡面讀取參數和預期的結果。對每一個輸
入參數集,它調用第一個腳本並且把結果和預期的結果相比較。(因為這個任務是非交互的,一個普通的老式shell就可以用
來解釋第二個腳本)。比如說,一個passwd的數據文件很有可能就象下面一樣。

    passwd.exp    3    bogus    -        -
    passwd.exp    0    fred    abledabl    abledabl
    passwd.exp    5    fred    abcdefghijklm    -
    passwd.exp    5    fred    abc        -
    passwd.exp    6    fred    foobar        bar    
    passwd.exp    4    fred    ^C        -

  第一個域的名字是要被運行的回歸腳本。第二個域是需要和結果相匹配的退出值。第三個域就是用戶名。第四個域和
第五個域就是提示時應該輸入的密碼。減號僅僅表示那裡有一個域,這個域其實絕對不會用到。在第一個行中,bogus表示
用戶名是非法的,因此passwd會響應說:沒有此用戶。expect在退出時會返回3,3恰好就是第二個域。在最一行中,^C就
是被切實的送給程序來驗証程序是否恰當的退出。

  通過這種方法,expect可以用來檢驗和調試交互式軟件,這恰恰是IEEE的POSIX 1003.2(shell和工具)的一致性檢驗所
要求的。進一步的說明請參考Libes[6]。

7.[rogue 和偽終端]

  Unix用戶肯定對通過管道來和其他進程相聯系的方式非常的熟悉(比如說:一個shell管道)。expect使用偽終端來和派
生的進程相聯系。偽終端提供了終端語義以便程序認為他們正在和真正的終端進行I/O操作。

  比如說,BSD的探險遊戲rogue在生模式下運行,並假定在連接的另一端是一個可尋址的字符終端。可以用expect編程,
使得通過使用用戶界面可以玩這個遊戲。

  rogue這個探險遊戲首先提供給你一個有各種物理屬性,比如說力量值,的角色。在大部分時間裡,力量值都是16,但
在幾乎每20次裡面就會有一個力量值是18。很多的rogue玩家都知道這一點,但沒有人願意啟動程序20次以獲得一個好的配
置。下面的這個腳本就能達到這個目的。

    for {} {1} {} {
        spawn rogue
        expect "*Str:18*"    break    
            "*Str:16*"    
        close
        wait
    }
    interact

  第一行是個for循環,和C語言的控制格式很象。rogue啟動,expect就檢查看力量值是18還是16,如果是16,程序
就通過執行close和wait來退出。這兩個命令的作用分別是關閉和偽終端的連接和等待進程退出。rogue讀到一個文件結束
符就推出,從而循環繼續運行,產生一個新的rogue遊戲來檢查。

  當一個值為18的配置找到,控制就推出循環並跳到最一行腳本。interact把控制轉移給用戶以便他們能夠玩這個
特定的遊戲。

  想象一下這個腳本的運行。你所能真正看到的就是20或者30個初始的配置在不到一秒鐘的時間裡掠過屏幕,最留給
你的就是一個有著很好配置的遊戲。唯一比這更好的方法就是使用調試工具來玩遊戲。

  我們很有必要認識到這樣一點:rogue是一個使用光標的圖形遊戲。expect程序員必須了解到:光標的運動並不一定
以一種直觀的方式在屏幕上體現。幸運的是,在我們這個例子裡,這不是一個問題。將來的對expect的改進可能會包括一
個內嵌的能支持字符圖形區域的終端模擬器。

8.[ftp]

  我們使用expect寫第一個腳本並沒有打印出"Hello,World"。實際上,它實現了一些更有用的功能。它能通過非交互
的方式來運行ftp。ftp是用來在支持TCP/IP的網絡上進行文件傳輸的程序。除了一些簡單的功能,一般的實現都要求用戶
的參與。

  下面這個腳本從一個主機上使用匿名ftp取下一個文件來。其中,主機名是第一個參數。文件名是第二個參數。

        spawn    ftp    [index $argv 1]
        expect "*Name*"
        send     "anonymous "
        expect "*Password:*"
        send [exec whoami]
        expect "*ok*ftp>*"
        send "get [index $argv 2] "
        expect "*ftp>*"

  上面這個程序被設計成在台進行ftp。雖然他們在底層使用和expect類似的機制,但他們的可編程能力留待改進。
因為expect提供了高級語言,你可以對它進行修改來滿足你的特定需求。比如說,你可以加上以下功能:

    :堅持--如果連接或者傳輸失敗,你就可以每分鐘或者每小時,甚
        至可以根據其他因素,比如說用戶的負載,來進行不定期的
        重試。
    :通知--傳輸時可以通過mail,write或者其他程序來通知你,甚至
        可以通知失敗。
    :初始化-每一個用戶都可以有自己的用高級語言編寫的初始化文件
        (比如說,.ftprc)。這和C shell對.cshrc的使用很類似。

  expect還可以執行其他的更復雜的任務。比如說,他可以使用McGill大學的Archie系統。Archie是一個匿名的
Telnet服務,它提供對描述Internet上可通過匿名ftp獲取的文件的數據庫的訪問。通過使用這個服務,腳本可以詢問
Archie某個特定的文件的位置,並把它從ftp服務器上取下來。這個功能的實現只要求在上面那個腳本中加上幾行就可
以。

  現在還沒有什已知的台-ftp能夠實現上面的幾項功能,能不要說所有的功能了。在expect裡面,它的實現卻
是非常的簡單。“堅持”的實現只要求在expect腳本裡面加上一個循環。“通知”的實現只要執行mail和write就可以
了。“初始化文件”的實現可以使用一個命令,source .ftprc,就可以了,在.ftprc裡面可以有任何的expect命令。

  雖然這些特征可以通過在已有的程序裡面加上鉤子函數就可以,但這也不能保証每一個人的要求都能得到滿足。
唯一能夠提供保証的方法就是提供一種通用的語言。一個很好的解決方法就是把Tcl自身融入到ftp和其他的程序中間去。
實際上,這本來就是Tcl的初衷。在還沒有這樣做之前,expect提供了一個能實現大部分功能但又不需要任何重寫的方案。

9.[fsck]

  fsck是另外一個缺乏足夠的用戶接口的例子。fsck幾乎沒有提供什方法來預先的回答一些問題。你能做的就是給
所有的問題都回答"yes"或者都回答"no"。

  下面的程序段展示了一個腳本如何的使的自動的對某些問題回答"yes",而對某些問題回答"no"。下面的這個腳本一
開始先派生fsck進程,然對其中兩種類型的問題回答"yes",而對其他的問題回答"no"。

    for {} {1} {} {
        expect
            eof        break        
            "*UNREF FILE*CLEAR?"    {send "r "}    
            "*BAD INODE*FIX?"    {send "y "}    
            "*?"            {send "n "}    
    }

  在下面這個版本裡面,兩個問題的回答是不同的。而且,如果腳本遇到了什它不能理解的東西,就會執行
interact命令把控制交給用戶。用戶的擊鍵直接交給fsck處理。當執行完,用戶可以通過按"+"鍵來退出或者

把控制交還給expect。如果控制是交還給腳本了,腳本就會自動的控制進程的剩余部分的運行。

    for {} {1} {}{
        expect             
            eof        break        
            "*UNREF FILE*CLEAR?"    {send "y "}    
            "*BAD INODE*FIX?"    {send "y "}    
            "*?"            {interact +}    
    }

  如果沒有expect,fsck只有在犧牲一定功能的情況下才可以非交互式的運行。fsck幾乎是不可編程的,但它
卻是系統管理的最重要的工具。許多別的工具的用戶接口也一樣的不足。實際上,正是其中的一些程序的不足導
致了expect的誕生。

10.[控制多個進程:作業控制]


  expect的作業控制概念精巧的避免了通常的實現困難。其中包括了兩個問題:一個是expect如何處理經典的
作業控制,即當你在終端上按下^Z鍵時expect如何處理;另外一個就是expect是如何處理多進程的。

  對第一個問題的處理是:忽略它。expect對經典的作業控制一無所知。比如說,你派生了一個程序並且發送
一個^Z給它,它就會停下來(這是偽終端的完美之處)而expect就會永遠的等下去。

  但是,實際上,這根本就不成一個問題。對一個expect腳本,沒有必要向進程發送^Z。也就是說,沒有必
要停下一個進程來。expect僅僅是忽略了一個進程,而把自己的注意力轉移到其他的地方。這就是expect的作業
控制思想,這個思想也一直工作的很好。

  從用戶的角度來看是象這樣的:當一個進程通過spawn命令啟動時,變量spawn_id就被設置成某進程的描述
符。由spawn_id描述的進程就被認為是當前進程。(這個描述符恰恰就是偽終端文件的描述符,雖然用戶把它當
作一個不透明的物體)。expect和send命令僅僅和當前進程進行交互。所以,切換一個作業所需要做的僅僅是把
該進程的描述符賦給spawn_id。

  這兒有一個例子向我們展示了如何通過作業控制來使兩個chess進程進行交互。在派生完兩個進程之,一
個進程被通知先動一步。在下面的循環裡面,每一步動作都送給另外一個進程。其中,read_move和write_move
兩個過程留給讀者來實現。(實際上,它們的實現非常的容易,但是,由太長了所以沒有包含在這裡)。

    spawn chess            ;# start player one
    set id1    $spawn_id
    expect "Chess "
    send "first "            ;# force it to go first
    read_move

    spawn chess            ;# start player two
    set id2    $spawn_id
    expect "Chess "
    
    for {} {1} {}{
        send_move
        read_move
        set spawn_id    $id1
        
        send_move
        read_move
        set spawn_id    $id2
    }

   有一些應用程序和chess程序不太一樣,在chess程序裡,的兩個玩家輪流動。下面這個腳本實現了一個冒
充程序。它能夠控制一個終端以便用戶能夠登錄和正常的工作。但是,一旦系統提示輸入密碼或者輸入用戶名的
時候,expect就開始把擊鍵記下來,一直到用戶按下回車鍵。這有效的收集了用戶的密碼和用戶名,還避免了普
通的冒充程序的"Incorrect password-tryagain"。而且,如果用戶連接到另外一個主機上,那些額外的登錄也
會被記錄下來。

    spawn tip /dev/tty17        ;# open connection to
    set tty $spawn_id        ;# tty to be spoofed

    spawn login
    set login $spawn_id

    log_user 0
    
    for {} {1} {} {
        set ready [select $tty $login]
        
        case $login in $ready {
            set spawn_id $login
            expect         
              {"*password*" "*login*"}{
                  send_user $expect_match
                  set log 1
                 }    
              "*"        ;# ignore everything else
            set spawn_id    $tty;
            send $expect_match
        }
        case $tty in $ready {
            set spawn_id    $tty
            expect "* *"{
                    if $log {
                      send_user $expect_match
                      set log 0
                    }
                   }    
                "*" {
                    send_user $expect_match
                   }
            set spawn_id     $login;
            send $expect_match
        }
    }
        

   這個腳本是這樣工作的。首先連接到一個login進程和終端。缺省的,所有的對話都記錄到標準輸出上
(通過send_user)。因為我們對此並不感興趣,所以,我們通過命令"log_user 0"來禁止這個功能。(有很多
的命令來控制可以看見或者可以記錄的東西)。

   在循環裡面,select等待終端或者login進程上的動作,並且返回一個等待輸入的spawn_id表。如果在
表裡面找到了一個值的話,case就執行一個action。比如說,如果字符串"login"出現在login進程的輸出中,
提示就會被記錄到標準輸出上,並且有一個標志被設置以便通知腳本開始記錄用戶的擊鍵,直至用戶按下了回
車鍵。無論收到什,都會回顯到終端上,一個相應的action會在腳本的終端那一部分執行。

   這些例子顯示了expect的作業控制方式。通過把自己插入到對話裡面,expect可以在進程之間創建復雜
的I/O流。可以創建多扇出,復用扇入的,動態的數據相關的進程圖。

   相比之下,shell使得它自己一次一行的讀取一個文件顯的很困難。shell強迫用戶按下控制鍵(比如,
^C,^Z)和關鍵字(比如fg和bg)來實現作業的切換。這些都無法從腳本裡面利用。相似的是:以非交互方式運
行的shell並不處理“歷史記錄”和其他一些僅僅為交互式使用設計的特征。這也出現了和前面哪個passwd程
序的相似問題。相似的,也無法編寫能夠回歸的測試shell的某些動作的shell腳本。結果導致shell的這些方
面無法進行徹底的測試。

   如果使用expect的話,可以使用它的交互式的作業控制來驅動shell。一個派生的shell認為它是在交互
的運行著,所以會正常的處理作業控制。它不僅能夠解決檢驗處理作業控制的shell和其他一些程序的問題。
還能夠在必要的時候,讓shell代替expect來處理作業。可以支持使用shell風格的作業控制來支持進程的運行。
這意味著:首先派生一個shell,然把命令送給shell來啟動進程。如果進程被掛起,比如說,發送了一個^Z,
進程就會停下來,並把控制返回給shell。對expect而言,它還在處理同一個進程(原來那個shell)。

  expect的解決方法不僅具有很大的靈活性,它還避免了重復已經存在shell中的作業控制軟件。通過使
用shell,由你可以選擇你想派生的shell,所以你可以根據需要獲得作業控制權。而且,一旦你需要(比如
說檢驗的時候),你就可以驅動一個shell來讓這個shell以為它正在交互式的運行。這一點對在檢測到它們
是否在交互式的運行之會改變輸出的緩沖的程序來說也是很重要的。

  為了進一步的控制,在interact執行期間,expect把控制終端(是啟動expect的那個終端,而不是偽終端)
設置成生模式以便字符能夠正確的傳送給派生的進程。當expect在沒有執行interact的時候,終端處熟模式
下,這時候作業控制就可以作用expect本身。

11.[交互式的使用expect]

  在前面,我們提到可以通過interact命令來交互式的使用腳本。基本上來說,interact命令提供了對對話
的自由訪問,但我們需要一些更精細的控制。這一點,我們也可以使用expect來達到,因為expect從標準輸入
中讀取輸入和從進程中讀取輸入一樣的簡單。 但是,我們要使用expect_user和send_user來進行標準I/O,同
時不改變spawn_id。

  下面的這個腳本在一定的時間內從標準輸入裡面讀取一行。這個腳本叫做timed_read,可以從csh裡面調用,
比如說,set answer="timed_read 30"就能調用它。

    #!/usr/local/bin/expect -f
    set timeout [index $argv 1]
    expect_user "* "
    send_user $expect_match

   第三行從用戶那裡接收任何以新行符結束的任何一行。最一行把它返回給標準輸出。如果在特定的時間
內沒有得到任何鍵入,則返回也為空。

   第一行支持"#!"的系統直接的啟動腳本。(如果把腳本的屬性加上可執行屬性則不要在腳本前面加上expect)。
當然了腳本總是可以顯式的用"expect scripot"來啟動。在-c面的選項在任何腳本語句執行前就被執行。比如
說,不要修改腳本本身,僅僅在命令行上加上-c "trace...",該腳本可以加上trace功能了(省略號表示trace的
選項)。

   在命令行裡實際上可以加上多個命令,只要中間以";"分開就可以了。比如說,下面這個命令行:

    expect -c "set timeout 20;spawn foo;expect"

   一旦你把超時時限設置好而且程序啟動之,expect就開始等待文件結束符或者20秒的超時時限。 如果遇
到了文件結束符(EOF),該程序就會停下來,然expect返回。如果是遇到了超時的情況,expect就返回。在這兩
中情況裡面,都隱式的殺死了當前進程。

   如果我們不使用expect而來實現以上兩個例子的功能的話,我們還是可以學習到很多的東西的。在這兩中情
況裡面,通常的解決方案都是fork另一個睡眠的子進程並且用signal通知原來的shell。如果這個過程或者讀先發
生的話,shell就會殺司那個睡眠的進程。 傳遞pid和防止台進程產生啟動信息是一個讓除了高手級shell程序員
之外的人頭痛的事情。提供一個通用的方法來象這樣啟動多個進程會使shell腳本非常的復雜。 所以幾乎可以肯定
的是,程序員一般都用一個專門C程序來解決這樣一個問題。

   expect_user,send_user,send_error(向標準錯誤終端輸出)在比較長的,用來把從進程來的復雜交互翻譯成
簡單交互的expect腳本裡面使用的比較頻繁。在參考[7]裡面,Libs描述怎樣用腳本來安全的包裹(wrap)adb,怎樣
把系統管理員從需要掌握adb的細節裡面解脫出來,同時大大的降低了由錯誤的擊鍵而導致的系統崩潰。

   一個簡單的例子能夠讓ftp自動的從一個私人的帳號裡面取文件。在這種情況裡,要求提供密碼。 即使文件
的訪問是受限的,你也應該避免把密碼以明文的方式存儲在文件裡面。把密碼作為腳本運行時的參數也是不合適的,
因為用ps命令能看到它們。有一個解決的方法就是在腳本運行的開始調用expect_user來讓用戶輸入以可能使用的
密碼。這個密碼必須只能讓這個腳本知道,即使你是每個小時都要重試ftp。

   即使信息是立即輸入進去的,這個技巧也是非常有用。比如說,你可以寫一個腳本,把你每一個主機上不
同的帳號上的密碼都改掉,不管他們使用的是不是同一個密碼數據庫。如果你要手工達到這樣一個功能的話,你必
須Telnet到每一個主機上,並且手工輸入新的密碼。而使用expect,你可以只輸入密碼一次而讓腳本來做其它的事
情。

   expect_user和interact也可以在一個腳本裡面混合的使用。考慮一下在調試一個程序的循環時,經過好多
步之才失敗的情況。一個expect腳本可以驅動哪個調試器,設置好斷點,執行該程序循環的若幹步,然將控制
返回給鍵盤。它也可以在返回控制之前,在循環體和條件測試之間來回的切換。

沒有留言: