实例讲解Python 解析JSON实现主机管理

本文分享自华为云社区《Python 解析JSON实现主机管理》，作者： LyShark。

JSON（JavaScript Object Notation）是一种轻量级的数据交换格式，它以易于阅读和编写的文本形式表示数据。JSON 是一种独立于编程语言的数据格式，因此在不同的编程语言中都有对应的解析器和生成器。JSON 格式的设计目标是易于理解、支持复杂数据结构和具有良好的可扩展性。

JSON 数据是以键值对的形式存在的，而且易于阅读和编写。以下是一个简单的 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"
  }
}

在这个例子中，JSON 对象包含了一些属性，包括字符串、数字、布尔值、数组和嵌套的对象。

• "name": "John Doe"：字符串键值对。
• "age": 30：数字键值对。
• "city": "New York"：字符串键值对。
• "isStudent": false：布尔键值对。
• "grades": [95, 88, 75, 92]：数组键值对。
• "address": {...}：嵌套对象。

在实际应用中，JSON 数据通常用于前后端之间的数据交换，或者配置文件的存储。各种编程语言都提供了处理 JSON数据的库或模块。

很早之前大概是两年前，当时为了实现批量管理SSH账号密码并实现自动巡检功能，写过一个简单的命令行工具，通过使用JSON实现对特定主机账号密码与组的管理，如下代码，通过定义AdminDataBase()类，传如数据库文件名database.json实现对特定JSON文件的增删改查功能，在编写该案例后我对JSON的使用变得更加深刻了。

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

class AdminDataBase(object):
    def __init__(self, database_path):
        self.database_path = database_path
    # 判断数据库文件是否存在,不存则则创建一个.
    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("[+] {} 结构已被初始化.".format(self.database_path))

    # table 接收一个列表名,根据列表名输出列表中的数据
    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 主机地址 \t\t\t 登录用户 \t\t 登录密码 \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()

    # 在原来的基础上添加一台新的主机,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:
            # 读取 database.json 中的数据到内存中
            load_json = json.loads(Read_Pointer.read())
            # 先读入内存,修改后全部替换进去
            host_list = load_json.get("HostList")
            # 获取到最后一次循环的元素列表
            for each in range(len(host_list) - 1, len(host_list)):
                # 判断如果UUID不重复则添加,否则跳过添加
                if (host_list[each][0] != uuid):
                    host_list.append([uuid, address, username, password, port])
                    load_json["HostList"] = host_list
                    # 最后再次将改好的数据,回写到文件保存
                    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,添加失败.".format(uuid))
                    return 0

    # 根据传入UUID号修改特定主机数据
    def ModifyHost(self,uuid,modify_address,modify_username,modify_password,modify_port):
        with open(self.database_path, "r", encoding="utf-8") as Read_Pointer:
            # 读取 database.json 中的数据到内存中
            load_json = json.loads(Read_Pointer.read())
            host_list = load_json.get("HostList")

            # 根据uuid寻找一维数组的下标位置
            index = -1
            for index, value in enumerate(host_list):
                if value[0] == uuid:
                    print("[*] 已找到UUID {} 所在下标为 {}".format(uuid,index))
                    break
                else:
                    index = -1

            # 判断是否找到了,找到了则修改
            if index != -1:
                # 修改指定下标数值,并将修改后的数据放入原始JSON文件中
                host_list[index] = [uuid,modify_address,modify_username,modify_password,modify_port]
                load_json["HostList"] = host_list

                # 最后再次将改好的数据,回写到文件保存
                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

    # 根据传入的UUID号删除主机数据,先删除所对的组中的数据,然后在删除主机数据
    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中寻找并弹出相应UUID
            for each in range(0,len(host_group)):
                try:
                    # 循环每个字典
                    for k,v in host_group[each].items():
                        # 判断UUID是否存在于每个字典中
                        if v.count(uuid) != 0:
                            # 移除并放入原始JSON中
                            v.remove(uuid)
                            load_json["HostGroup"] = v
                            # 最后再次将改好的数据,回写到文件保存
                            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("[-] 当前组 {} 不能存在: {}".format(k,uuid))
                            break
                except Exception:
                    print("[-] 当前组不能存在: {}".format(uuid))
                    return 0
            # ----------------------------------------------
            # 其次寻找HostList中的数据并弹出
            host_list = load_json.get("HostList")
            try:
                # 根据uuid寻找一维数组的下标位置
                index = -1
                for index, value in enumerate(host_list):
                    if value[0] == uuid:
                        #print("[*] 已找到UUID {} 所在下标为 {}".format(uuid,index))
                        break
                    else:
                        index = -1
                # 如果找到了,则直接根据下标弹出数据
                if index != -1:
                    host_list.pop(index)
                load_json["HostList"] = host_list
                # 最后再次将改好的数据,回写到文件保存
                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 {} 主机: {} 已被移除.".format(uuid,host_list[index][1]))
                return 0
            except Exception:
                return 0

    # 向数据库中的HostGroup字段中添加一个主机组
    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")
            # 循环所有字典中的组
            for each in range(0, len(group_obj)):
                list_name = str(list(group_obj[each].keys())[0])
                # print("组节点: {}".format(list_name))

                # 循环判断表中是否存在指定的组名称
                if (list_name == add_group_name):
                    print("[-] {} 存在于组中,无法继续添加.".format(list_name))
                    return 0
            # 读取原始JSON文件,并构建回写参数
            tmp = {}
            tmp[add_group_name] = ["1000"]
            group_obj.append(tmp)

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

    # 在主机组中删除一个主机组
    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")

            # 循环所有字典中的组
            for each in range(0, len(group_obj)):
                list_name = str(list(group_obj[each].keys())[0])
                # 循环判断表中是否存在指定的组名称
                if (list_name == delete_group_name):
                    # 如果存在于组中,那我们就把他的each弹出列表
                    group_obj.pop(each)

                    # 将弹出后的列表再次写回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("[-] 主机组 {} 已移除.".format(delete_group_name))
                    return 0
            print("[-] 主机组 {} 不存在.".format(delete_group_name))
        return 0

    # 向指定主机组中添加一个主机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")
            # 循环所有字典中的所有组
            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组
                if (list_name == group_name):
                    tmp = group_obj[each]
                    # 获取到原始列表中的数据
                    val = list(tmp.values())[0]
                    # 判断输入的UUID号,是否在val列表中,不在则添加
                    if str(uuid) not in val:
                        val.append(str(uuid))
                        # 将原始数据赋值到新的表中
                        group_obj[each][list_name] = val
                    else:
                        print("[-] UUID {} 已存在于 {} 主机组,添加失败.".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("[+] 向主机组 {} 增加UUID {} 完成".format(group_name, uuid))
        return 0

    # 从指定主机组中删除一个指定的UUID号
    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")
            # 循环所有字典中的组
            for each in range(0, len(group_obj)):
                list_name = str(list(group_obj[each].keys())[0])
                # 先来寻找到需要删除的主机组
                if (list_name == group_name):
                    tmp = group_obj[each]
                    # 寻找指定组中的指定列表
                    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))
                            # 将要删除的UUID弹出列表
                            val.pop(x)
                            # 将弹出后的列表重新复制到主机组中
                            group_obj[each][list_name] = val
                            # 保存弹出后的列表到序列中
                            with open(self.database_path, "w", encoding="utf-8") as write_fp:
                                dump_json = json.dumps(load_json)
                                write_fp.write(dump_json)
                            print("[+] 从主机组 {} 弹出UUID {} 完成".format(group_name, uuid))
                            return 0
        return 0

    # 输出所有主机组和全部节点信息
    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")
            # 循环解析所有组,并解析出UUID所对应的主机地址等信息
            for each in range(0, len(group_obj)):
                for k, v in group_obj[each].items():
                    print("-" * 140)
                    print("主机组: {}".format(k))
                    print("-" * 140)
                    for each in range(0, len(v)):
                        # print("--> UUID: {}".format(v[each]))
                        # 循环判断,拿着组内UUID判断是否存在,如果存在则打印出主机详细信息
                        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 主机地址: {1:15} \t 主机账号: {2:15} \t 主机密码: {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")

    # 只显示所有的主机组,包括组中主机数
    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("主机组名","主机数","主机列表"))
            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

    # 对指定的主机组进行Ping测试
    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")
            # 循环遍历主机列表
            for each in range(0, len(group_obj)):
                for k, v in group_obj[each].items():
                    # 寻找主机组,找到后提取出所有的Value
                    if (k == group_name):
                        item_list = v
                        # 再循环,拿着v的值对base进行循环,提取出其中的用户名密码等
                        for val in range(0, len(item_list)):
                            # 得到循环列表：print(item_list[val])
                            base_obj = load_json.get("HostList")
                            # 循环base表中的计数器
                            for base_count in range(0, len(base_obj)):
                                # 判断base表中是否存在指定UUID,如果存在则输出其值
                                if (base_obj[base_count][0] == item_list[val]):
                                    print("地址: {} \t 用户名: {} [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

管理数据库（AdminDataBase）中的主机信息和主机分组信息。用户通过输入命令来执行不同的操作，如初始化数据库、显示主机列表、添加主机、修改主机信息、删除主机等。

以下是代码的主要功能和命令列表：

• 初始化数据库：Init
• 显示主机列表：ShowHostList
• 显示主机分组：ShowGroup
• 显示所有主机分组：ShowAllGroup
• 添加主机：AddHost
• 修改主机信息：ModifyHost
• 删除主机：DeleteHost
• 添加主机分组：AddHostGroup
• 删除主机分组：DeleteHostGroup
• 将主机添加到指定分组：AddHostGroupOnUUID
• 从指定分组删除主机：DelHostGroupOnUUID
• 按组执行 Ping 操作：PingGroup
• 清屏：clear
• 退出程序：exit
• 帮助：help

Init

初次使用需要执行本命令，对数据库文件进行写出，如下所示；

ShowHostList

用于输出当前主机列表信息，如下图所示；

ShowGroup

用于输出当前主机组，如下图所示；

ShowAllGroup

用于输出所有的主机组以及组内的主机详细信息，如下图所示；

AddHost

添加一个新的主机记录，如下图所示；

ModifyHost

修改一个已有的主机记录，此处以UUID作为修改条件，如下图所示；

DeleteHost

根据一个UUID唯一标识，删除一个已存在的主机记录，如下图所示；

AddHostGroup

新增一个组名，默认会携带1000为初始主机，如下图所示；

DeleteHostGroup

删除一整个主机组，如下图所示；

AddHostGroupOnUUID

根据UUID号将特定主机添加到特定组内，如下图所示；

DelHostGroupOnUUID

根据主机组名，删除特定的UUID，如下图所示；

PingGroup

对特定主机组执行Ping功能测试，此处可以扩展，如下图所示；

总结部分

该案例只是用于学习如何灵活运用JSON实现数据的增删改查，其实在实战中意义不大，因为完全可以使用SQLite这类精简数据库，此案例只是本人为了熟悉JSON的增删改查而写的一个Demo工具。

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