Linux中shell編程的函數遞歸用法和腳本自動化講解

一、函數遞歸

1.1 函數簡介

樣式1：函數間調用
?? ?- 函數體內部調用其他的函數名
樣式2：文件間調用
?? ?- 函數體內部調用另外一個文件的函數名
?? ?- 需要額外做一步文件source的加載動作
?? ?注意：我們將專門提供函數的文件稱為 -- 函數庫
樣式3：函數自調用
?? ?- 函數體內部調用自己的函數名，將復雜的邏輯簡單化

1.2 簡單實踐

需求: 實現數學階乘的實踐
?? ?示例：5的階乘
?? ??? ? 完整格式：5! = 1 * 2 * 3 * 4 * 5 = 120
?? ??? ? 簡寫格式：5! = 5 * (1 * 2 * 3 * 4) = 5 * 4!
?? ?公式: x! = x * (x-1)!

查看腳本內容
[root@localhost ~]# vim a.sh
#!/bin/bash
# 功能：函數自調用實踐# 定制功能函數框架
self_func(){# 接收一個參數num=$1if [ ${num} -eq 1 ];thenecho 1else# 定制一個臨時本地變量，獲取遞減后的值local temp=$[ ${num} - 1 ]# 使用函數自調用方式獲取內容local result=$(self_func $temp)# 格式化輸出信息echo $[ $result * ${num} ]fi
}# 檢測邏輯效果
while true
doread -p "請輸入一個您要查詢的階乘：" valueresult=$(self_func ${value})echo "${value}的階乘是: ${result}"
done

1.3 案例實踐

實踐1-遍歷制定目錄下的所有文件

[root@localhost ~]# vim a.sh
#!/bin/bash
# 功能：掃描目錄下所有文件
# 版本：v0.1
# 作者：書記
# 聯系：# 定制功能函數框架
# 定制目錄掃描功能函數
scan_dir() {# 定制臨時局部功能變量# cur_dir 當前目錄 workdir 工作目錄local cur_dir workdir# 接收要檢查的目錄，進入到目錄中workdir=$1cd ${workdir}# 對工作目錄進行簡單判斷，根目錄沒有父目錄if [ ${workdir} = "/" ]thencur_dir=""elsecur_dir=$(pwd)fi# 查看當前目錄下的文件列表for item in $(ls ${cur_dir})do# 如果文件是目錄，則繼續查看目錄下文件if test -d ${item};thencd ${item}scan_dir ${cur_dir}/${item}cd ..# 如果文件是普通文件，則輸出信息即可elseecho ${cur_dir}/${item}fidone
}# 檢測邏輯效果
while true
doread -p "請輸入一個您要查詢的目錄：" valueif [ -d ${value} ]thenscan_dir ${value}elseecho "您輸入的不是目錄，請重新輸入!"fi
done

二、腳本自動化

2.1?簡介

信號	值	描述	信號	值	描述
1	SIGHUP	掛起進程	15	SIGTERM	優雅的終止進程
2	SIGINT	終止進程	17	SIGSTOP	無條件停止進程，不終止進程
3	SIGQUIT	停止進程	18	SIGTSTP	停止或暫停進程，不終止進程
9	SIGKILL	無條件終止進程	19	SIGCONT	繼續運行停止的進程

? 默認情況下，bash shell會忽略收到的任何SIGQUIT(3)和SIGTERM(15)信號（正因為這樣交互式shell才不會被意外終止）。但是bash shell會處理收到的SIGHUP(1)和SIGINT(2)信號。

? ? 如果bash shell收到SIGHUP信號，它會退出。但在退出之前，它會將信號傳給shell啟動的所有進程（比如shell腳本）。通過SIGINT信號，可以中斷shell，Linux內核停止將CPU的處理時間分配給shell，當這種情況發生時，shell會將SIGINT信號傳給shell啟動的所有進程。

生成信號

終止進程：ctrl+c,
暫停進程：ctrl+z,停止的進程繼續保留在內存中，并能從停止的位置繼續運行
恢復進程:jobs查看運行任務，fg num 重新執行
殺死進程:kill -9 pid

2.2?信號捕捉

簡介

?? ?shell編程提供了一種方式，讓我們可以隨意的控制腳本的運行狀態，這就需要涉及到信號的捕獲操作。在shell編程中，我們可以借助于 trap命令實現指定shell腳本要watch哪些linux信號并從shell中攔截。如果腳本收到了trap命令中列出的信號，它會阻止它被shell處理，而在本地處理。

trap命令格式

命令格式trap commands signals命令示例：# 收到指定信號后，執行自定義指令，而不會執行原操作trap '觸發指令' 信號# 忽略信號的操作trap '' 信號# 恢復原信號的操作trap '-' 信號# 列出自定義信號操作trap -p# 當腳本退出時，執行finish函數trap finish EXIT

簡單實踐

實踐1-捕獲終止信號

查看腳本內容
[root@localhost ~]# vim a.sh
#!/bin/bash
# 功能：腳本信號捕捉# 捕獲關閉信號
trap "echo '你敢關我，就不關，氣死你'" SIGINT SIGTERM
trap "echo '走了，不送'" EXIT# 檢測邏輯效果
while true
doread -p "請輸入一個數據：" valueecho "您輸入的數據是: ${value}"
done

效果：

腳本執行效果
[root@localhost ~]# /bin/bash a.sh
請輸入一個數據：4
您輸入的數據是: 4
請輸入一個數據：^Csignal_trap_test1.sh:行1: 你敢關我，就不關，氣死你: 未找到命令您輸入的數據是:
請輸入一個數據：^Z
[1]+  已停止               /bin/bash signal_trap_test1.sh
[root@localhost ~]#
[root@localhost ~]# jobs
[1]+  已停止               /bin/bash signal_trap_test1.sh
[root@localhost ~]# fg 1
/bin/bash signal_trap_test1.sh您輸入的數據是:
請輸入一個數據：3
您輸入的數據是: 3

另開一個終端，直接kill進程
[root@localhost ~]# ps aux | grep sign
root      39142  0.0  0.0 113288  1460 pts/0    S+   17:43   0:00 /bin/bash signal_trap_test1.sh
[root@localhost ~]# kill -9 39142回到之前的終端查看效果
[root@localhost ~]# fg 1
/bin/bash signal_trap_test1.sh您輸入的數據是:
請輸入一個數據：3
您輸入的數據是: 3
請輸入一個數據：已殺死

實踐2-捕獲正常退出

查看腳本內容
[root@localhost ~]# vim a.sh
#!/bin/bash
# 功能：腳本信號捕捉# 捕獲關閉信號
trap "echo '走了.不送'" EXITvalue="0"
# 檢測邏輯效果
while true
doread -p "請輸入一個數據：" valueif [ ${value} == "9" ]thenexitelseecho "您輸入的數據是: ${value}"fi
done

實踐3-移除捕獲

查看腳本內容
[root@localhost ~]# vim a.sh
#!/bin/bash
# 功能：移除腳本信號捕捉# 捕獲關閉信號
trap "echo '走了.不送'" EXITi=1
# 檢測邏輯效果
while [ $i -le 3 ]
doread -p "請輸入一個數據：" valueif [ ${value} == "9" ]thenexitelseecho "您輸入的數據是: ${value}"filet i+=1
done# 移除捕獲信號
trap - EXIT
echo "移除了捕獲信號"

三、expect基礎

3.1?基礎知識

場景需求

????????在日常工作中，經常會遇到各種重復性的"手工交互"操作，雖然沒有什么技術含量，但是相當的重要。在實際的工作場景中，這種重復性的手工操作動作，非常的繁多，但是對于量大的工作來說，效率就非常低效了。所以我們就需要有一種工具，能夠簡化我們重復的手工操作。

expect簡介

????????expect是一個免費的編程工具，由DonLibes制作，作為Tcl腳本語言的一個擴展,它可以根據程序的提示，模擬標準輸入提供給程序，從而實現自動的交互式任務，而無需人為干預,可以用作Unix系統中進行應用程序的自動化控制和測試的軟件工具。

????????說白了，expect就是一套用來實現自動交互功能的軟件。它主要應用于執行命令和程序時，系統以交互形式要求輸入指定字符串，實現交互通信。在使用的過程中，主要是以腳本文件的樣式來存在

官方網站：
?? ?https://www.nist.gov/services-resources/software/expect
工具手冊：
?? ?man expect

軟件部署

安裝軟件
[root@localhost ~]# yum install expect -y進入專用的命令交互界面
[root@localhost ~]# expect
expect1.1>  ls
anaconda-ks.cfg
expect1.2> exit

命令幫助-c:	執行腳本前先執行的命令，可多次使用，多個命令之間使用；隔開-d:	debug模式，可以在運行時輸出一些診斷信息，與在腳本開始處使用exp_internal 1相似。-D:	啟用交換調式器,可設一整數參數。-f:	從文件讀取命令，僅用于使用#!時。如果文件名為"-"，則從stdin讀取(使用"./-"從文件名為-的文件讀取)。-i:	交互式輸入命令，使用"exit"或"EOF"退出輸入狀態。--:	標示選項結束(如果你需要傳遞與expect選項相似的參數給腳本時)，可放到#!行:#!/usr/bin/expect --。-v:	顯示expect版本信息

3.2 簡單實踐

?? ?在進行expect腳本編寫的時候，我們需要記住 -- expect 用的不是我們普通的shell或者python語法，它使用的是Tcl語法。

?? ?Tcl 全稱是 Tool command Language。它是一個基于字符串的命令語言，基礎結構和語法非常簡單，易于學習和掌握。Tcl 語言是一個解釋性語言，所謂解釋性是指不象其他高級語言需要通過編譯和聯結，它象其他 shell 語言一樣，直接對每條語句順次解釋執行。

?? ?Tcl 數據類型簡單。對 Tcl 來說，它要處理的數據只有一種——字符串。Tcl 將變量值以字符串的形式進行存儲，不關心它的實際使用類型。

輸出語法

輸出：tcl使用”puts"關鍵字來作為輸出語句
樣式：puts -nonewline string
屬性解析：
?? ?如果string中間有特殊字符，可以使用 {} 或者 "" 將其作為一個小組，共同輸出
?? ?-nonewline 代表輸出結果的時候，不輸出換行符
?? ?put 和 puts 都可以在命令行使用，但是腳本中，最好用puts

腳本基礎

1 文件名后綴 ??
?? ?.expect 作為標識符
2 文件首行，要指定命令的執行解釋器?
?? ?#!/usr/bin/expect
3 腳本文件的執行
?? ?expect 腳本名

腳本內容示例
[root@localhost ~]# vim a.expect
#!/usr/bin/expect
# 設定一個環境變量
set var nihao
# 輸出環境變量
puts $var腳本執行效果
[root@localhost ~]# expect expect_test.expect
nihao

3.3?語法實踐

賦值語法

????????賦值：tcl 使用“set”關鍵字來定義參數，不必指定變量值的類型，因為變量值的類型僅一種——字符串
樣式：set varName [value]?
注意：
?? ?變量名是由數字、下劃線、字符組成，數字不能開頭，大小寫敏感。

expect1.7> set a Hello			# 設定一個變量名a
Hello
expect1.8> put $a				# 使用$ 符號獲取變量名的存儲值
Hello
expect1.9> put "$a"				# 使用 "" 方式打印變量的值
Hello
expect1.10> put {$a}			# {} 有別于"" 的特點在于原字符輸出
$a
expect1.11> set b $a			# 變量的傳遞
Hello
expect1.12> puts $b
Hello

替換語法

替換(解析)：- $符號可以實現引用替換，用于引用變量名代替的參數值，但是TCL對嵌套的”$”不于理睬- [] 方括號“[]”完成命令替換。用“[]”將一條命令括起來，命令執行完成后，返回結果

expect1.20> set b [set a 5]					# 相當于 set b $a,傳遞賦值
5
expect1.21> puts $b
5
expect1.22> set c [expr 5 * 10 ]			# expr是執行系統命令，將計算結果交給c
50
expect1.24> puts $c
50

注意事項

變量的設定
expect1.13> set var value					# 設定一個普通變量名
value
expect1.14> puts $var						# 獲取變量名的值
value不支持嵌套$
expect1.15> set var1 $$value				# TCL不支持嵌套的$
can't read "value": no such variablewhile executing
"set var1 $$value"
expect1.16> set var1 $$var					# 由于$var 已經是變量，所以前面的$就無效了
$value
expect1.17> puts $var1
$value原字符輸出
expect1.18> set var2 {$var1}				# {} 代表原字符輸出
$var1
expect1.19> puts $var2
$var1

腳本實踐

內置變量

對于tcl來說，它內部包含了大量的內置變量，可以讓我們實現快速的功能操作。

常見的內置變量有：
?? ?argc?? ?指命令行參數的個數。
?? ?argv?? ?指包含命令行參數的列表。
?? ?argv0?? ?是指被解釋的文件或由調用腳本的名稱的文件名。
?? ?env?? ??? ?用于表示是系統環境變量的內容，普通變量我們還是使用$即可
?? ?tcl_version?? ?返回Tcl解釋器的最新版本，注意不是expect的版本號

內置參數實踐

[root@localhost ~]# cat expect_test1.expect
#!/usr/bin/expect
# 查看當前文件傳遞的參數數量
puts "當前文件傳遞的參數數量: $argc"# 查看當前文件傳遞的參數
puts "當前文件傳遞的參數: $argv"# 查看當前文件名稱
puts "當前文件名稱: $argv0"# 獲取變量值
puts "當前系統變量PATH的值是: $env(PATH)"
set key value
puts "普通變量 key 的值是: $key"# 查看版本信息
puts "當前tcl版本信息: $tcl_version"

腳本執行效果
[root@localhost ~]# expect expect_test1.expect
當前文件傳遞的參數數量: 0
當前文件傳遞的參數:
當前文件名稱: expect_test1.expect
當前系統變量PATH的值是: /usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/root/bin
普通變量 key 的值是: value
當前tcl版本信息: 8.5

3.4?交互基礎

腳本基礎

命令解釋器

命令解釋器
#!/usr/bin/expect
#!/usr/bin/expect -f    從文件中讀取自動化命令
#!/usr/bin/expect -     如果文件名為 - ，那么從終端輸入中讀取
#!/usr/bin/expect -i	交互式輸入命令
#!/usr/bin/expect -- 	腳本傳遞的選項參數和expect選項相似的參數給腳本
注意：#!是對腳本的解釋器程序路徑，腳本的內容是由解釋器解釋的注釋信息
# 被注釋的信息

常見符號

{ }：作用1：保留所有字符原有的意思，而不做解釋，類似于shell中的單引號樣式：set var {"nihao hehehe"}作用2：代碼塊兒，但是兩個 {} 邊界必須在一起。正確樣式：if {代碼塊1 } {代碼塊2}錯誤示例：if {$count < 0}{break;}注意：無論什么時候，{}邊界符號與其他內容都最好有空格隔開，尤其是邊界外的內容
[]：作用：執行命令，類似shell中的 ``(反引號)或者 $()樣式：set count [expr $count - 1 ]注意：在expect 中，沒有小括號的概念和應用

常用命令

set 		設定環境變量格式：set 變量名 變量值樣式：set host "192.168.8.12"spawn 		啟動新的進程，模擬手工在命令行啟動服務格式：spawn 手工執行命令樣式：spawn ssh python@$hostexpect 		接收一個新進程的反饋信息，我們根據進程的反饋，再發送對應的交互命令格式：expect "交互界面用戶輸入處的關鍵字"樣式：expect "*password*"send 		接收一個字符串參數，并將該參數發送到新進程。格式：send "用戶輸入的信息"	樣式：send "$password\r"interact 	退出自動化交互界面，進入用戶交互狀態，如果需要用戶交互的話，這條命令必須在最后一行格式：interact樣式：interact其他命令exit		退出expect腳本expect eof	expect執行內容的結束標識符，退出當前腳本，與interact只能存在一個puts		輸出變量的信息，相當于linux命令中的echowait		退出程序后，等待時間，回收僵尸進程disconnect	斷開一個進程連接，但讓它在后臺繼續運行。exp_continue 	expect獲取期望后，還會有另外的期望，那么我們就把多個期望連續執行

簡單實踐

實踐1-簡單的登錄交互腳本

查看腳本內容
[root@localhost ~]# cat login_test.expect
#!/usr/bin/expect# 1 設定環境變量
set username python# 2 發起遠程登錄請求
spawn ssh $username@192.168.66.146# 3 識別用戶輸入的位置關鍵字
expect "yes/no"# 4 發送正確的信息
send "yes\r"# 5 識別密碼關鍵字，并傳遞密碼信息
send "\r"
expect "password:"
send "123456\r"# 6 切換回用戶交互界面
interact注意:由于password前面會涉及到一次Enter操作，所以在password匹配前，輸入一次 \r

清理歷史記錄
[root@localhost ~]# rm -f ~/.ssh/known_hosts

執行腳本內容
[root@localhost ~]# expect login_test.expect
spawn ssh python@10.0.0.12
The authenticity of host '10.0.0.12 (10.0.0.12)' can't be established.
ECDSA key fingerprint is SHA256:XUJsgk4cTORxdcswxIKBGFgrrqFQzpHmKnRRV6ABMk4.
ECDSA key fingerprint is MD5:71:74:46:50:3f:40:4e:af:ad:d3:0c:de:2c:fc:30:c0.
Are you sure you want to continue connecting (yes/no)? yes

Warning: Permanently added '10.0.0.12' (ECDSA) to the list of known hosts.
python@10.0.0.12's password:
[python@localhost ~]$ id
uid=1000(python) gid=1000(python) 組=1000(python)

實踐2-腳本結合

expect 除了使用專用的expect腳本來實現特定功能之外，它還可以與其他腳本嵌套在一起進行使用。最常用的結合方式就是 shell結合。

在于shell結合使用的時候，無非就是將expect的執行命令使用 <<-EOF ?。。。 EOF 包裝在一起即可。
樣式：
/usr/bin/expect<<-EOF
spawn ...
...
expect eof?
EOF

注意：
?? ?由于expect在shell中是作為一個子部分而存在的，所以，一般情況下，expect結束的時候，使用eof命令表示expect的內容到此結束

查看腳本內容
[root@localhost ~]# cat expect_auto_login.sh
#!/bin/bash
# 功能：shell自動登錄測試
# 版本：v0.1
# 作者：書記
# 聯系：# 定制普通變量
host="$1"
username="$2"
password="$3"/usr/bin/expect <<-EOF
# 發出連接進程
spawn ssh ${username}@${host}# - 正常登陸
expect {"yes/no*" {  send "yes\n"; exp_continue  }"password:" {send "${password}\n";}
}
puts "測試完畢!!!"
expect eof
EOF

腳本測試效果
[root@localhost ~]# /bin/bash expect_auto_login.sh 10.0.0.12 python 123456
spawn ssh python@10.0.0.12
python@10.0.0.12's password: 測試完畢!!!

[python@localhost ~]$ exit
[root@localhost ~]#