Python模块Pexpect详解

运行环境:Python3.6

Pexpect简介

在讲解Pexpect之前,我们需要先了解一下Expect这个脚本语言,它是由TCL语言实现的,主要用于人机交互式对话的自动化控制,可以用来完成ssh、ftp、telnet等命令行程序的自动化交互。Pexpect其实就是一个用Python语言实现的类Expect功能的模块,通过它就可以在Python中完成Expect所完成的功能。

Pexpect的基本工作流程,基本可以分为以下三个步骤:

  1. 首先用spawn来执行一个程序;
  2. 然后用expect方法来等待指定的关键字,这个关键字是被执行的程序打印到标准输出上面的;
  3. 最后当发现这个关键字以后,使用send/sendline方法发送字符串给这个程序。

通常在程序中第一步只需要做一次,第二步和第三步会不停的循环来完成整个工作。当然在Pexpect中还有很多其他方法,编写程序时可以根据自己的需求选择使用。

Pexpect API

spawn类

class spawn(SpawnBase):
'''This is the main class interface for Pexpect. Use this class to start
and control child applications. '''
# This is purely informational now - changing it has no effect
use_native_pty_fork = use_native_pty_fork
def __init__(self, command, args=[], timeout=30, maxread=2000,
searchwindowsize=None, logfile=None, cwd=None, env=None,
ignore_sighup=False, echo=True, preexec_fn=None,
encoding=None, codec_errors='strict', dimensions=None,
use_poll=False):
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通过spawn()方法用来执行一个程序,返回程序的操作句柄,后续就可以通过操作句柄来与这个程序进行交互了。

# 子程序退出时会引发pexpect.EOF异常,即如果捕捉到pexpect.EOF则说明子程序已退出
process = pexpect.spawn('ls -l')
process.expect(pexpect.EOF)
result = process.before.decode()
print(result)
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command参数并不支持字符的特殊含义(比如管道符、通配符、重定向符等),在Linux系统中如果想使用这些符号的特殊含义就必须加上shell来运行。

# 示例一
process = pexpect.spawn('bash -c "ls -l | wc -l"')
process.expect(pexpect.EOF)
# 示例二
# 第一个参数为主程序,而args列表里的元素是主程序的参数
process = pexpect.spawn('bash', ['-c', 'ls -l | wc -l'])
process.expect(pexpect.EOF)
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expect()方法

当使用spawn()方法启动了一个程序并返回程序控制句柄后,就可以使用expect()方法来等待指定的关键字了。关键字可以是字符串、正则表达式、EOF、TIMEOUT或者以上类型组成的列表,用来匹配子程序返回的结果。如果只提供字符串等非列表,则匹配成功后返回0,如果提供列表,则返回匹配成功的列表元素的索引,匹配失败会抛出异常。

process = pexpect.spawn('ls -l')
# 匹配expect字符
process.expect('expect')
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before/after/match:当expect()匹配到关键字之后,系统会自动给这三个变量赋值,通过这三个变量可以获取子程序运行输出。

  • before:保存了到匹配到关键字为止,缓存里面已有的所有数据。也就是说如果缓存里缓存了100个字符的时候匹配到了关键字,那before就是除了匹配到的关键字之外的所有字符。
  • after:保存了匹配到了关键字。
  • match:保存的是匹配到的正则表达式的实例,和上面的after相比一个是匹配到的字符串,一个是匹配到的正则表达式实例。
process = pexpect.spawn('ls -l')
process.expect('expect')
print(process.before.decode())
print(process.after.decode())
print(process.match)
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如果expect()过程中发生错误,那么before保存到目前为止缓存里的所有数据,after和match都是None。

如果没匹配成功则会抛出异常,可以通过匹配异常,让异常不在终端显示。

process = pexpect.spawn('ls -l')
# 返回0表示匹配成功,返回1和2表示匹配到了异常
index = process.expect(['expect', pexpect.EOF, pexpect.TIMEOUT])
print(index)
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send()/sendline()方法

sendline()和send()的区别就是sendline()发送的是带回车符的字符串。

process = pexpect.spawn('nslookup')
process.expect('>')
process.sendline('www.baidu.com')
process.expect('>')
print(process.before.decode())
process.sendline('exit')
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Pexpect还提供了很多其他方法,这里不再详细阐述,使用时可参考其官方文档。

interact()方法

interact()表示将终端控制权交给用户(或者说将标准输入交给用户)。通常情况下Pexpect会接管所有的输入和输出,如果需要用户介入完成部分工作的时候,interact()就派上用场了。

# 让出控制权给用户
process.interact()
# 通过设置escape_character的值定义返回码,当用户输入此值后,会将控制权重新交给pexpect
process.interact(escape_character='\x1d', input_filter=None, output_filter=None)
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应用示例

接下来通过SSH连接远程服务器的示例来体验下Pexpect的使用方法。

#!/usr/bin/env python3.6
#-*- coding:utf-8 -*-
import pexpect
def main(server):
command = 'ssh -p %s %s@%s' % (server['port'], server['username'], server['hostname'])
process = pexpect.spawn(command, timeout=30)
print(f'命令: {command}')
expect_list = [
'yes/no',
'password:',
pexpect.EOF,
pexpect.TIMEOUT,
]
index = process.expect(expect_list)
print(f'匹配到: {index} => {expect_list[index]}')
if index == 0:
process.sendline("yes")
expect_list = [
'password:',
pexpect.EOF,
pexpect.TIMEOUT,
]
index = process.expect(expect_list)
print(f'匹配到: {index} => {expect_list[index]}')
if index == 0:
process.sendline(server['password'])
process.interact()
else:
print('EOF or TIMEOUT')
elif index == 1:
process.sendline(server['password'])
process.interact()
else:
print('EOF or TIMEOUT')
if __name__ == '__main__':
server = {
'hostname': '192.168.1.100',
'port': '22',
'username': 'admin',
'password': 'ABuklhsfnVyxI',
}
main(server)
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