Ansible vs Shell Script

February 22, 2020

ansible 可以通过 playbook 用来完成节点的配置管理工作，如：基建部署、软件安装、服务管理等。如果只是从完成的任务上看， ansible 的配置管理功能和 shell 脚本似乎是一样的，既然如此，为什么还要花时间去部署、学习 ansible 呢？和 shell 脚本相比 ansible 有什么独特的优势？

1. 声明式 vs 指令式

ansible 内置了大量功能模块，这些模块大部分是声明式（Declarative）的。声明式的特点是你告诉 ansible 你想要的是一个什么样的结果， ansible 来帮你达成这个目标。和声明式相对应的是命令式（imperative）, shell 脚本代码就是命令式的。以文件的操作为例，假设我们要创建一个目录，使用 shell 指令的操作是：

$ mkdir /path/to/file

用 ansible 则是：

  file:
    path: /path/to/file
    state: directory

乍看 ansible 这个操作跟 shell 指令也没什么区别，甚至更麻烦。然而，我们这里用到的 ansiblefile模块可不止能用来创建文件，你只要把 state 值设置为file它就能给你创建文件，设置为absent时，ansible 就会帮你删除文件；当我们创建多级目录的文件时，如果忘了给mkdir指令加-p参数，脚本可能就执行失败了。使用 ansible 就不再需要关注如此细节的问题，对文件的操作统一转化为对目标文件状态的描述，只要设置好目标文件的状态 ansible 就会自动帮你达成这个目标。

2. 清晰的代码结构和结果输出

ansible 是通过定义一系列 task 来最终达成你的目标的。对于一个复杂的任务，使用 shell 脚本你的代码中可能会包含复杂的逻辑跳转，相对而言 ansible 的代码近乎平铺直陈，你可清晰看到一个 ansible 任务中有多少个 task，而且每个 task 都有相应的 name 字段用于描述他的作用。 ansible 会按顺序输出每个 task 的执行结果，并输输出整个任务最总的执行结果，包括：多少成功、失败的情况，有哪些节点不可达等。来看一个 ansble 任务执行的例子：

$ ansible-playbook -i inventory.py zookeeper.yaml -e '{ "zk_servers": [ {"ip": "127.0.0.1", "myid": 1 } ], "zk_election_port": 3888, "zk_communication_port": 2888, "zk_data_dir": "/tmp/zookeeper", "zk_datalog_dir": "/opt/tdinfra/apache-zookeeper-3.5.7-bin/logs" }'

PLAY [[u'127.0.0.1']] **********************************************************************************************************************************************************

TASK [Create zookeeper installation directory] *********************************************************************************************************************************
ok: [127.0.0.1] => (item=/opt/tdinfra)
ok: [127.0.0.1] => (item=/tmp/zookeeper)

TASK [Upload zookeeper package] ************************************************************************************************************************************************
ok: [127.0.0.1]

TASK [Init zookeeper config] ***************************************************************************************************************************************************
ok: [127.0.0.1] => (item={u'dest': u'/opt/tdinfra/apache-zookeeper-3.5.7-bin/conf/zoo.cfg', u'src': u'./infra_pkgs/zoo.cfg.j2'})
ok: [127.0.0.1] => (item={u'dest': u'/tmp/zookeeper/myid', u'src': u'./infra_pkgs/myid.j2'})
ok: [127.0.0.1] => (item={u'dest': u'/etc/profile.d/zk.sh', u'src': u'./infra_pkgs/zk.sh'})

TASK [debug-test] **************************************************************************************************************************************************************
ok: [127.0.0.1] => {
    "msg": "127.0.0.1"
}

PLAY RECAP *********************************************************************************************************************************************************************
127.0.0.1                  : ok=4    changed=0    unreachable=0    failed=0    skipped=0    rescued=0    ignored=0

当然这些功能理论上也可以通过编写复杂的脚本来实现，但这不但费时费力，而且它对脚本编写者有极高的要求。

3. 更加强悍的语言表达能力

ansible 具有比脚本强悍得多的表达能力。我们前面提到的 ansible 的声明式的模块用法就是 ansible 表达能力优越的具体体现之一。声明式可以让你用更少的代码完成更复杂的操作，因为具体的脏活累活都被模块承包了。除此之外，ansible 语言表达能力强悍还体现在它对模板的支持和灵活的变量传递上。

我们可在 ansible 中使用 Jinja 模板，模板的使用有两种形式：

使用template模块渲染模板文件
在 ansible playbook 中直接使用 Jinja 模板语法

template模块用于渲染本地的模板文件，并将渲染出来的结果传输到目标节点上。 template经常使用在需要配置文件分发的场景中，例如在部署 zookeeper 集群时，我们便可以使用template来渲染 zookeeper 的zoo.cfg和myid配置文件。试想一下如果我们用 shell 脚本来实现 zookeeper 集群中每个节点的配置会是什么样的。你可能会想到使用 shell 的 here document，实际上知道 here document 的人估计都不会很多，更遑论使用。就算你知道 here docuemnt，你还得小心 here docuemtn 变量替换过程中危险的转义问题，而一些复杂的场景，如需要使用循环迭代，列表过滤器，单存使用 shell 脚本你几乎是无法完成的。

回到另外一个问题上，也就是 ansible 对变量传递的支持。 ansible 可以帮你自动收集目标节点上的信息，机器的网口、IP、CPU、内存等信息，你也可以通过-e参数传递参数，参数除了普通的键值对外，还可以传递 JSON 对象。你可以在 ansible 脚本或者 Jinja 模板中直接引用。你还可以通过set_fact模块在原有变量的基础上定义新的变量，这些场景用 ansible 来处理可能几行代码就能搞定，用 shell 脚本来做绝对会吐血的。

4. 模块幂等性质

An operation is idempotent if the result of performing it once is exactly the same as the result of performing it repeatedly without any intervening actions.

ansible 自带的模块中有很大一部分比例和 shell 指令存在功能上是有重叠的。和 shell 指令比，这些模块除了功能更加强大外，他们大多实现了幂等性，由此 ansible 可以告诉你在执行了某个模块后，系统的配置是否产生了变化，你可以利用这些信息来触发进一步的操作，如重启服务等。

5. 丰富的开源部署模块支持

ansible 提倡编写可复用的部署模块。 ansible 社区维护了丰富的 ansible 开源部署模块，这些模块可以在官方维护的galaxy.ansible.com上找到。我们可以在上面找到诸如：zookeeper、ES、JDK、kafka 等基建服务的部署模块。通过 ansible 自带的 ansible-galaxy 指令，可直接从 galaxy.ansible.com 下载和安装部署模块。