Python 解析JSON實現主機管理

JSON（JavaScript Object Notation）是一種輕量級的數據交換格式，它以易於閱讀和編寫的文本形式表示數據。JSON 是一種獨立於編程語言的數據格式，因此在不同的編程語言中都有對應的解析器和生成器。JSON 格式的設計目標是易於理解、支持複雜數據結構和具有良好的可擴展性。

JSON 數據是以鍵值對的形式存在的，而且易於閱讀和編寫。以下是一個簡單的 JSON 示例：

{
  "name": "John Doe",
  "age": 30,
  "city": "New York",
  "isStudent": false,
  "grades": [95, 88, 75, 92],
  "address": {
    "street": "123 Main St",
    "zipCode": "10001"
  }
}

在這個例子中，JSON 對象包含了一些屬性，包括字符串、數字、布爾值、數組和嵌套的對象。

• "name": "John Doe"：字符串鍵值對。
• "age": 30：數字鍵值對。
• "city": "New York"：字符串鍵值對。
• "isStudent": false：布爾鍵值對。
• "grades": [95, 88, 75, 92]：數組鍵值對。
• "address": {...}：嵌套對象。

在實際應用中，JSON 數據通常用於前後端之間的數據交換，或者配置文件的存儲。各種編程語言都提供了處理 JSON數據的庫或模塊。

很早之前大概是兩年前，當時爲了實現批量管理SSH賬號密碼並實現自動巡檢功能，寫過一個簡單的命令行工具，通過使用JSON實現對特定主機賬號密碼與組的管理，如下代碼，通過定義AdminDataBase()類，傳如數據庫文件名database.json實現對特定JSON文件的增刪改查功能，在編寫該案例後我對JSON的使用變得更加深刻了。

# -*- coding: utf-8 -*-
import os,json

class AdminDataBase(object):
    def __init__(self, database_path):
        self.database_path = database_path
    # 判斷數據庫文件是否存在,不存則則創建一個.
    def InitDatabase(self):
        if os.path.exists(self.database_path) != None :
            init_database = \
                {
                    "HostList": [["1000", "127.0.0.1", "username", "password", "22"]],
                    "HostGroup": [{"DefaultGroup": ["1000"]}, ],
                }
            with open(self.database_path, "w", encoding="utf-8") as fp:
                fp.write(json.dumps(init_database))
            print("[+] {} 結構已被初始化.".format(self.database_path))

    # table 接收一個列表名,根據列表名輸出列表中的數據
    def ShowHostList(self):
        with open(self.database_path, "r", encoding="utf-8") as Read_Pointer:
            load_json = json.loads(Read_Pointer.read())
            base = load_json.get("HostList")
            print("-" * 80)
            print("UUID \t 主機地址 \t\t\t 登錄用戶 \t\t 登錄密碼 \t 端口")
            print("-" * 80)
            for each in range(0, len(base)):
                print("{0:4} \t {1:15} \t {2:10} \t {3:10} \t {4:10}"
                      .format(base[each][0], base[each][1], base[each][2], base[each][3], base[each][4]))
        print()

    # 在原來的基礎上添加一臺新的主機,添加到HostList表中
    def AddHost(self, uuid, address, username, password, port):
        with open(self.database_path, "r", encoding="utf-8") as Read_Pointer:
            # 讀取 database.json 中的數據到內存中
            load_json = json.loads(Read_Pointer.read())
            # 先讀入內存,修改後全部替換進去
            host_list = load_json.get("HostList")
            # 獲取到最後一次循環的元素列表
            for each in range(len(host_list) - 1, len(host_list)):
                # 判斷如果UUID不重複則添加,否則跳過添加
                if (host_list[each][0] != uuid):
                    host_list.append([uuid, address, username, password, port])
                    load_json["HostList"] = host_list
                    # 最後再次將改好的數據,回寫到文件保存
                    with open(self.database_path, "w", encoding="utf-8") as Write_Pointer:
                        dump_json = json.dumps(load_json)
                        Write_Pointer.write(dump_json)
                        print("[+] UUID {} 添加成功.".format(uuid))
                else:
                    print("[-] UUID {} 列表中存在,添加失敗.".format(uuid))
                    return 0

    # 根據傳入UUID號修改特定主機數據
    def ModifyHost(self,uuid,modify_address,modify_username,modify_password,modify_port):
        with open(self.database_path, "r", encoding="utf-8") as Read_Pointer:
            # 讀取 database.json 中的數據到內存中
            load_json = json.loads(Read_Pointer.read())
            host_list = load_json.get("HostList")

            # 根據uuid尋找一維數組的下標位置
            index = -1
            for index, value in enumerate(host_list):
                if value[0] == uuid:
                    print("[*] 已找到UUID {} 所在下標爲 {}".format(uuid,index))
                    break
                else:
                    index = -1

            # 判斷是否找到了,找到了則修改
            if index != -1:
                # 修改指定下標數值,並將修改後的數據放入原始JSON文件中
                host_list[index] = [uuid,modify_address,modify_username,modify_password,modify_port]
                load_json["HostList"] = host_list

                # 最後再次將改好的數據,回寫到文件保存
                with open(self.database_path, "w", encoding="utf-8") as Write_Pointer:
                    dump_json = json.dumps(load_json)
                    Write_Pointer.write(dump_json)
                    print("[+] UUID {} 修改完成.".format(uuid))
                return 0
            else:
                print("[-] UUID {} 不存在.".format(uuid))
        return 0

    # 根據傳入的UUID號刪除主機數據,先刪除所對的組中的數據,然後在刪除主機數據
    def DeleteHost(self,uuid):
        with open(self.database_path, "r", encoding="utf-8") as Read_Pointer:
            load_json = json.loads(Read_Pointer.read())
            host_group = load_json.get("HostGroup")
            # 首先在HostGroup中尋找並彈出相應UUID
            for each in range(0,len(host_group)):
                try:
                    # 循環每個字典
                    for k,v in host_group[each].items():
                        # 判斷UUID是否存在於每個字典中
                        if v.count(uuid) != 0:
                            # 移除並放入原始JSON中
                            v.remove(uuid)
                            load_json["HostGroup"] = v
                            # 最後再次將改好的數據,回寫到文件保存
                            with open(self.database_path, "w", encoding="utf-8") as Write_Pointer:
                                dump_json = json.dumps(load_json)
                                Write_Pointer.write(dump_json)
                                #print("[+] UUID {} 修改完成.".format(uuid))
                        else:
                            #print("[-] 當前組 {} 不能存在: {}".format(k,uuid))
                            break
                except Exception:
                    print("[-] 當前組不能存在: {}".format(uuid))
                    return 0
            # ----------------------------------------------
            # 其次尋找HostList中的數據並彈出
            host_list = load_json.get("HostList")
            try:
                # 根據uuid尋找一維數組的下標位置
                index = -1
                for index, value in enumerate(host_list):
                    if value[0] == uuid:
                        #print("[*] 已找到UUID {} 所在下標爲 {}".format(uuid,index))
                        break
                    else:
                        index = -1
                # 如果找到了,則直接根據下標彈出數據
                if index != -1:
                    host_list.pop(index)
                load_json["HostList"] = host_list
                # 最後再次將改好的數據,回寫到文件保存
                with open(self.database_path, "w", encoding="utf-8") as Write_Pointer:
                    dump_json = json.dumps(load_json)
                    Write_Pointer.write(dump_json)
                print("[+] UUID {} 主機: {} 已被移除.".format(uuid,host_list[index][1]))
                return 0
            except Exception:
                return 0

    # 向數據庫中的HostGroup字段中添加一個主機組
    def AddHostGroup(self,add_group_name):
        with open(self.database_path, "r", encoding="utf-8") as Read_Pointer:
            load_json = json.loads( Read_Pointer.read() )
            group_obj = load_json.get("HostGroup")
            # 循環所有字典中的組
            for each in range(0, len(group_obj)):
                list_name = str(list(group_obj[each].keys())[0])
                # print("組節點: {}".format(list_name))

                # 循環判斷表中是否存在指定的組名稱
                if (list_name == add_group_name):
                    print("[-] {} 存在於組中,無法繼續添加.".format(list_name))
                    return 0
            # 讀取原始JSON文件,並構建回寫參數
            tmp = {}
            tmp[add_group_name] = ["1000"]
            group_obj.append(tmp)

            # 回寫添加主機組
            with open(self.database_path, "w", encoding="utf-8") as Write_Pointer:
                dump_json = json.dumps(load_json)
                Write_Pointer.write(dump_json)
            print("[+] 主機組 {} 已添加".format(add_group_name))

    # 在主機組中刪除一個主機組
    def DeleteHostGroup(self,delete_group_name):
        with open(self.database_path, "r", encoding="utf-8") as Read_Pointer:
            load_json = json.loads( Read_Pointer.read() )
            group_obj = load_json.get("HostGroup")

            # 循環所有字典中的組
            for each in range(0, len(group_obj)):
                list_name = str(list(group_obj[each].keys())[0])
                # 循環判斷表中是否存在指定的組名稱
                if (list_name == delete_group_name):
                    # 如果存在於組中,那我們就把他的each彈出列表
                    group_obj.pop(each)

                    # 將彈出後的列表再次寫回JSON序列中
                    with open(self.database_path, "w", encoding="utf-8") as Write_Pointer:
                        dump_json = json.dumps(load_json)
                        Write_Pointer.write(dump_json)
                    print("[-] 主機組 {} 已移除.".format(delete_group_name))
                    return 0
            print("[-] 主機組 {} 不存在.".format(delete_group_name))
        return 0

    # 向指定主機組中添加一個主機UUID
    def AddHostGroupOnUUID(self,group_name, uuid):
        with open(self.database_path, "r", encoding="utf-8") as Read_Pointer:
            load_json = json.loads( Read_Pointer.read() )
            group_obj = load_json.get("HostGroup")
            # 循環所有字典中的所有組
            for each in range(0, len(group_obj)):
                list_name = str(list(group_obj[each].keys())[0])
                # 如果找到了需要添加的組
                if (list_name == group_name):
                    tmp = group_obj[each]
                    # 獲取到原始列表中的數據
                    val = list(tmp.values())[0]
                    # 判斷輸入的UUID號,是否在val列表中,不在則添加
                    if str(uuid) not in val:
                        val.append(str(uuid))
                        # 將原始數據賦值到新的表中
                        group_obj[each][list_name] = val
                    else:
                        print("[-] UUID {} 已存在於 {} 主機組,添加失敗.".format(uuid,group_name))
                        return 0

        with open(self.database_path, "w", encoding="utf-8") as Write_Pointer:
            dump_json = json.dumps(load_json)
            Write_Pointer.write(dump_json)
            print("[+] 向主機組 {} 增加UUID {} 完成".format(group_name, uuid))
        return 0

    # 從指定主機組中刪除一個指定的UUID號
    def DeleteHostGroupOnUUID(self,group_name, uuid):
        with open(self.database_path, "r", encoding="utf-8") as Read_Pointer:
            load_json =json.loads( Read_Pointer.read() )
            group_obj = load_json.get("HostGroup")
            # 循環所有字典中的組
            for each in range(0, len(group_obj)):
                list_name = str(list(group_obj[each].keys())[0])
                # 先來尋找到需要刪除的主機組
                if (list_name == group_name):
                    tmp = group_obj[each]
                    # 尋找指定組中的指定列表
                    val = list(tmp.values())[0]
                    for x in range(0, len(val)):
                        if (val[x] == uuid):
                            print("[*] 搜索UUID: {} 索引值: {}".format(val[x], x))
                            # 將要刪除的UUID彈出列表
                            val.pop(x)
                            # 將彈出後的列表重新複製到主機組中
                            group_obj[each][list_name] = val
                            # 保存彈出後的列表到序列中
                            with open(self.database_path, "w", encoding="utf-8") as write_fp:
                                dump_json = json.dumps(load_json)
                                write_fp.write(dump_json)
                            print("[+] 從主機組 {} 彈出UUID {} 完成".format(group_name, uuid))
                            return 0
        return 0

    # 輸出所有主機組和全部節點信息
    def ShowAllGroup(self):
        with open(self.database_path, "r", encoding="utf-8") as Read_Pointer:
            load_json = json.loads( Read_Pointer.read() )
            group_obj = load_json.get("HostGroup")
            # 循環解析所有組,並解析出UUID所對應的主機地址等信息
            for each in range(0, len(group_obj)):
                for k, v in group_obj[each].items():
                    print("-" * 140)
                    print("主機組: {}".format(k))
                    print("-" * 140)
                    for each in range(0, len(v)):
                        # print("--> UUID: {}".format(v[each]))
                        # 循環判斷,拿着組內UUID判斷是否存在,如果存在則打印出主機詳細信息
                        base_obj = load_json.get("HostList")
                        for x in range(0, len(base_obj)):
                            if (v[each] == base_obj[x][0]):
                                print("UUID: {0:6} \t 主機地址: {1:15} \t 主機賬號: {2:15} \t 主機密碼: {3:15} \t 端口: {4:5} \t".
                                      format(base_obj[x][0], base_obj[x][1], base_obj[x][2], base_obj[x][3],
                                             base_obj[x][4]))
                    print("\n")

    # 只顯示所有的主機組,包括組中主機數
    def ShowGroup(self):
        with open(self.database_path, "r", encoding="utf-8") as Read_Pointer:
            load_json = json.loads( Read_Pointer.read() )
            group_obj = load_json.get("HostGroup")
            print("-" * 80)
            print("{0:20} \t {1:5} \t {2:100}".format("主機組名","主機數","主機列表"))
            print("-" * 80)
            for each in range(0,len(group_obj)):
                for k,v in group_obj[each].items():
                    print("{0:20} \t {1:5} \t {2:100}".format(k,str(len(v)), str(v)))
        print()
        return 0

    # 對指定的主機組進行Ping測試
    def PingGroup(self,group_name):
        with open(self.database_path, "r", encoding="utf-8") as Read_Pointer:
            load_json = json.loads( Read_Pointer.read() )
            group_obj = load_json.get("HostGroup")
            # 循環遍歷主機列表
            for each in range(0, len(group_obj)):
                for k, v in group_obj[each].items():
                    # 尋找主機組,找到後提取出所有的Value
                    if (k == group_name):
                        item_list = v
                        # 再循環,拿着v的值對base進行循環,提取出其中的用戶名密碼等
                        for val in range(0, len(item_list)):
                            # 得到循環列表：print(item_list[val])
                            base_obj = load_json.get("HostList")
                            # 循環base表中的計數器
                            for base_count in range(0, len(base_obj)):
                                # 判斷base表中是否存在指定UUID,如果存在則輸出其值
                                if (base_obj[base_count][0] == item_list[val]):
                                    print("地址: {} \t 用戶名: {} [ok]".format(base_obj[base_count][1],base_obj[base_count][2]))
if __name__ == "__main__":
    db = AdminDataBase("database.json")
    while True:
        try:
            cmd = str(input("[LyShell] # ")).split()
            if (cmd == ""):
                continue
            elif (cmd[0] == "exit"):
                exit(1)
            elif (cmd[0] == "clear"):
                os.system("cls")
            elif(cmd[0] == "Init"):
                db.InitDatabase()
            elif(cmd[0] == "ShowHostList"):
                db.ShowHostList()
            elif(cmd[0] == "ShowGroup"):
                db.ShowGroup()
            elif(cmd[0] == "ShowAllGroup"):
                db.ShowAllGroup()
            elif(cmd[0] == "AddHost" or cmd[0] == "ModifyHost"):
                if (len(cmd) - 1 >= 5):
                    uuid = str(cmd[1]).split("=")[1]
                    address = str(cmd[2]).split("=")[1]
                    username = str(cmd[3]).split("=")[1]
                    password = str(cmd[4]).split("=")[1]
                    port = str(cmd[5]).split("=")[1]
                    if cmd[0] == "AddHost":
                        db.AddHost(uuid,address,username,password,port)
                    elif cmd[0] == "ModifyHost":
                        db.ModifyHost(uuid,address,username,password,port)
            elif(cmd[0] == "DeleteHost"):
                if(len(cmd)-1 >= 1):
                    uuid = str(cmd[1]).split("=")[1]
                    db.DeleteHost(uuid)
            elif(cmd[0] == "AddHostGroup"):
                group_name = str(cmd[1]).split("=")[1]
                db.AddHostGroup(group_name)
            elif(cmd[0] == "DeleteHostGroup"):
                group_name = str(cmd[1]).split("=")[1]
                db.DeleteHostGroup(group_name)
            elif(cmd[0] == "AddHostGroupOnUUID"):
                group_name = str(cmd[1]).split("=")[1]
                uuid = str(cmd[2]).split("=")[1]
                db.AddHostGroupOnUUID(group_name,uuid)
            elif(cmd[0] == "DelHostGroupOnUUID"):
                group_name = str(cmd[1]).split("=")[1]
                uuid = str(cmd[2]).split("=")[1]
                db.DeleteHostGroupOnUUID(group_name,uuid)
            elif(cmd[0] == "PingGroup"):
                group_name = str(cmd[1]).split("=")[1]
                db.PingGroup(group_name)
            elif (cmd[0] == "help"):
                print("By: LyShark")
            else:
                print("Not Command")
        except Exception:
            continue

使用案例

管理數據庫（AdminDataBase）中的主機信息和主機分組信息。用戶通過輸入命令來執行不同的操作，如初始化數據庫、顯示主機列表、添加主機、修改主機信息、刪除主機等。

以下是代碼的主要功能和命令列表：

• 初始化數據庫：Init
• 顯示主機列表：ShowHostList
• 顯示主機分組：ShowGroup
• 顯示所有主機分組：ShowAllGroup
• 添加主機：AddHost
• 修改主機信息：ModifyHost
• 刪除主機：DeleteHost
• 添加主機分組：AddHostGroup
• 刪除主機分組：DeleteHostGroup
• 將主機添加到指定分組：AddHostGroupOnUUID
• 從指定分組刪除主機：DelHostGroupOnUUID
• 按組執行 Ping 操作：PingGroup
• 清屏：clear
• 退出程序：exit
• 幫助：help

Init

初次使用需要執行本命令，對數據庫文件進行寫出，如下所示；

ShowHostList

用於輸出當前主機列表信息，如下圖所示；

ShowGroup

用於輸出當前主機組，如下圖所示；

ShowAllGroup

用於輸出所有的主機組以及組內的主機詳細信息，如下圖所示；

AddHost

添加一個新的主機記錄，如下圖所示；

ModifyHost

修改一個已有的主機記錄，此處以UUID作爲修改條件，如下圖所示；

DeleteHost

根據一個UUID唯一標識，刪除一個已存在的主機記錄，如下圖所示；

AddHostGroup

新增一個組名，默認會攜帶1000爲初始主機，如下圖所示；

DeleteHostGroup

刪除一整個主機組，如下圖所示；

AddHostGroupOnUUID

根據UUID號將特定主機添加到特定組內，如下圖所示；

DelHostGroupOnUUID

根據主機組名，刪除特定的UUID，如下圖所示；

PingGroup

對特定主機組執行Ping功能測試，此處可以擴展，如下圖所示；

總結部分

該案例只是用於學習如何靈活運用JSON實現數據的增刪改查，其實在實戰中意義不大，因爲完全可以使用SQLite這類精簡數據庫，此案例只是本人爲了熟悉JSON的增刪改查而寫的一個Demo工具。