PowerShell 人人可用

少打字,编写更简洁的脚本,跨平台一致运行,以及 Linux 和 OS X 用户可能爱上 PowerShell 的其他原因。
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One lightbulb lit out of several

Opensource.com

今年早些时候,PowerShell Core 在开源 (MIT) 许可下正式发布。PowerShell 并非新技术。自 2006 年首次为 Windows 发布以来,PowerShell 的创建者 致力于 融合 Unix shell 的强大功能和灵活性,同时弥补他们认为的缺陷,特别是需要文本操作才能从组合命令中获取价值。

在经历了五个主要版本之后,PowerShell Core 允许同样的创新 shell 和命令环境在所有主要操作系统(包括 OS X 和 Linux)上原生运行。有些人(读作:几乎所有人)可能仍然会嘲笑这个 Windows 原生的外来者大胆和/或鲁莽地向那些自古以来(至少按照千禧一代的定义)就拥有强大 shell 环境的平台推销自己。在这篇文章中,我希望论证即使对于经验丰富的用户,PowerShell 也能提供优势。

跨平台一致性

如果您计划将脚本从一个执行环境移植到另一个执行环境,您需要确保只使用有效的命令和语法。例如,在 GNU 系统上,您可以使用以下方法获取昨天的日期

date --date="1 day ago"

在 BSD 系统(例如 OS X)上,上述语法将不起作用,因为 BSD date 实用程序需要以下语法

date -v -1d

由于 PowerShell 在宽松许可下获得许可,并且为所有平台构建,因此您可以将其与您的应用程序一起发布。因此,当您的脚本在目标环境中运行时,它们将在与您测试脚本的环境相同的 shell 上运行,并使用相同的命令实现。

对象和结构化数据

*nix 命令和实用程序依赖于您消费和操作非结构化数据的能力。那些多年来一直使用 sedgrepawk 的人可能不会对此声明感到困扰,但有一种更好的方法。

让我们在 PowerShell 中重做昨天的日期示例。要获取当前日期,请运行 Get-Date cmdlet(发音为“commandlet”)

> Get-Date                         

Sunday, January 21, 2018 8:12:41 PM

您看到的输出实际上不是文本字符串。相反,它是 .Net Core 对象的字符串表示形式。就像任何其他 OOP 环境中的任何其他对象一样,它具有类型,并且通常具有您可以调用的方法。

让我们证明这一点

> $(Get-Date).GetType().FullName
System.DateTime

$(...) 语法的行为与您对 POSIX shell 的期望完全一致——括号中命令的评估结果将替换整个表达式。但是,在 PowerShell 中,在这样的表达式中,$ 是严格可选的。而且,最重要的是,结果是一个 .Net 对象,而不是文本。因此,我们可以调用该对象的 GetType() 方法来获取其类型对象(类似于 Java 中的 Class 对象),并调用 FullName 属性 来获取类型的完整名称。

那么,这种面向对象性如何让您的生活更轻松呢?

首先,您可以将任何对象通过管道传递给 Get-Member cmdlet,以查看它提供的所有方法和属性。

> (Get-Date) | Get-Member
PS /home/yevster/Documents/ArticlesInProgress> $(Get-Date) | Get-Member         


   TypeName: System.DateTime

Name                 MemberType     Definition                                 
----                 ----------     ----------                                 
Add                  Method         datetime Add(timespan value)               
AddDays              Method         datetime AddDays(double value)             
AddHours             Method         datetime AddHours(double value)            
AddMilliseconds      Method         datetime AddMilliseconds(double value)     
AddMinutes           Method         datetime AddMinutes(double value)          
AddMonths            Method         datetime AddMonths(int months)             
AddSeconds           Method         datetime AddSeconds(double value)          
AddTicks             Method         datetime AddTicks(long value)              
AddYears             Method         datetime AddYears(int value)               
CompareTo            Method         int CompareTo(System.Object value), int ...

您可以快速看到 DateTime 对象具有 AddDays 方法,您可以快速使用该方法获取昨天的日期

> (Get-Date).AddDays(-1) 

Saturday, January 20, 2018 8:24:42 PM

为了做一些稍微更令人兴奋的事情,让我们调用 Yahoo 的天气服务(因为它不需要 API 令牌)并获取您当地的天气。

$city="Boston"
$state="MA"
$url="https://query.yahooapis.com/v1/public/yql?q=select%20*%20from%20weather.forecast%20where%20woeid%20in%20(select%20woeid%20from%20geo.places(1)%20where%20text%3D%22${city}%2C%20${state}%22)&format=json&env=store%3A%2F%2Fdatatables.org%2Falltableswithkeys" 

现在,我们可以用老式的方法,只运行 curl $url 来获取一大块 JSON,或者...

$weather=(Invoke-RestMethod $url) 

如果您查看 $weather 的类型(通过运行 echo $weather.GetType().FullName),您会看到它是一个 PSCustomObject。它是一个动态对象,反映了 JSON 的结构。

PowerShell 将很高兴通过其制表符补全功能帮助您浏览它。只需键入 $weather. (确保包含“.”)并按 Tab 键。您将看到所有根级别的 JSON 键。键入一个,后跟一个“.”,再次按 Tab 键,您将看到它的子项(如果有)。

因此,您可以轻松导航到您想要的数据

> echo $weather.query.results.channel.atmosphere.pressure                                                              
1019.0

> echo $weather.query.results.channel.wind.chill                                                                       
41

如果您有 JSON 或 CSV 作为非结构化数据(或由外部命令返回),只需分别通过管道将其传递到 ConvertFrom-JsonConvertFrom-CSV cmdlet,您就可以将数据转换为漂亮的干净对象。

计算与自动化

我们使用 shell 有两个目的。一个是用于计算,运行单个命令并手动响应其输出。另一个是自动化,编写脚本以执行多个命令并以编程方式响应其输出。

我们大多数人都学会忽略的一个问题是,这两个目的对 shell 提出了不同且相互冲突的要求。计算要求 shell 简洁明了。用户可以少按几次键越好。用户键入的内容是否难以辨认对其他人来说并不重要。另一方面,脚本是代码。可读性和可维护性是关键。在这方面,POSIX 实用程序通常会让我们失望。虽然某些命令确实为其某些参数提供了简洁和可读的语法(例如 -f--force),但命令名称本身却倾向于简洁而不是可读性。

PowerShell 包含几种机制来消除这种浮士德式的权衡。

首先,制表符补全消除了键入参数名称的需要。例如,键入 Get-Random -Mi,按 Tab 键,PowerShell 将为您补全参数:Get-Random -Minimum。但如果您真的想简洁,您甚至不需要按 Tab 键。例如,PowerShell 将理解

Get-Random -Mi 1 -Ma 10

因为 MiMa 各自具有唯一的补全。

您可能已经注意到,所有 PowerShell cmdlet 名称都具有动词-名词结构。这可以帮助提高脚本的可读性,但您可能不想在命令行中一遍又一遍地键入 Get-。所以不要!如果您键入一个名词而没有动词,PowerShell 将查找具有该名词的 Get- 命令。

注意:虽然 PowerShell 不区分大小写,但当您打算使用 PowerShell 命令时,最好将名词的首字母大写。例如,键入 date 将调用您系统的 date 实用程序。键入 Date 将调用 PowerShell 的 Get-Date cmdlet。

如果这还不够,PowerShell 还有别名来创建简单的名称。例如,如果您键入 alias -name cd,您会发现 PowerShell 中的 cd 命令本身是 Set-Location 命令的别名。

所以回顾一下——您获得了强大的制表符补全、别名和名词补全功能,以保持命令名称简短,自动且一致的参数名称截断,同时仍然享受用于脚本编写的丰富、可读的语法。

那么... 朋友们?

这只是 PowerShell 的一些优势。还有更多我没有讨论过的功能和 cmdlet(如果您想让 grep 哭泣,请查看 Where-Object 或其别名 ?)。嘿,如果您真的感到怀旧,PowerShell 很乐意为您启动旧的本地实用程序。但是给自己足够的时间来适应 PowerShell 的面向对象 cmdlet 世界,您可能会发现自己选择忘记回去的路。

User profile image.
软件工程师,具有开源治理倾向。偶尔的开发者外联。所有观点仅代表我个人。随笔在此。

23 条评论

好文章!在我的系统管理员生涯中,有很多次如果我有一种比文本字符串更丰富的数据方法,脚本编写会容易得多(尽管文本字符串也有一些优点)。但是,由于大多数 *nix 命令仅或主要对文本字符串进行操作,那么使用 PowerShell 而不是 Python、Ruby 等有什么优势呢?

这太荒谬了。PowerShell 不一致 - 有些 cmdlet 正确地使用了 try/catch,而有些则没有(例如:返回异常)。
您最好使用像 Python 这样的工具……

我没有遇到您描述的不一致情况。您能举一些例子吗?

回复 ,作者 joeb (未验证)

不了,谢谢。我不知道还能说什么才能保持礼貌。

厌倦了 Microsoft 和 Windows 试图“模仿”开源方式!...哈哈!看来他们终于碰了“墙”,并且意识到他们做事的方式只能让他们走到这一步,现在他们想成为开源“全新的创新者”?不,他们有机会与 Unix 和 Linux 友好相处,但搞砸了。以至于我们在开源世界中拥有我们需要的一切,从媒体播放器到 Web 浏览器,到办公套件和 PDF 阅读器,以及 BASH 脚本和命令行界面等等。根本没有真正的理由尝试将两者混合在一起。让那些想尝试这样做的人继续前进,但我对我的 Linux 命令行语法和功能非常满意。抱歉。但并非所有人都想将 Windows 与他们首选的操作系统“混合”在一起。

我是 Microsoft 的一名员工(仅代表我个人发言,不代表公司),我已经十多年没有在我拥有的机器上运行 Windows 了。我对我的 Linux 设置也非常满意。您说得对,Microsoft 意识到其开源方法是错误的。但是,说没有真正的理由将两者混合在一起完全忽略了一个事实,即许多人确实运行混合环境(无论是出于选择还是雇主的要求)。能够跨多个平台使用相同的工具对系统管理员来说很有价值。您说得对,并非所有人都想将 Windows 与他们首选的操作系统混合在一起。但显然有些人会这样做。

回复 ,作者 guest (未验证)

哦,我完全同意您的观点。很可能确实有人想同时运行它们,但对我来说呢?我下定决心不再使用 Windows。请理解……自 99 年以来我一直在 IT 领域工作,并且自 3.1 版本以来一直在使用 Windows,所以我知道它的来龙去脉。虽然大众可能会被“新”的感觉所迷惑,但事实并非如此。它与 Windows 95 是相同的旧 Windows……Windows 95 是 Windows 98 的前身……Windows 98 是 Windows NT 4.0 的前身,Windows NT 4.0 又演变为 Windows 2000……然后是 2003……2007……Vista……XP……Win7……Win8……以及最近的 Win10。所以我知道,尽管事物可能被赋予不同的名称,事物可能会获得新的图标和系统内的新位置,但它仍然是一个严重依赖“.exe”的系统,“.exe”可能会被各种不良因素感染!即使 PowerShell 不受运行 Windows 的大部分代码的影响,它仍然“附加”到 Windows,对我个人而言,这不是我想尝试的东西。此外,自 2001/02 年以来我一直在使用 Linux,并且已经学会了如何使用 Linux 命令在终端中操作,我为什么要“学习”微软的语法呢?对于需要它的系统管理员……我说去尝试吧……但我永远不会再需要 Windows……所以我选择消除来自该平台的任何事物干扰或影响我的 Linux 服务器和数据库的可能性。但我确实明白您的观点,Windows 管理员/开发人员可能需要在 Linux 机器上运行它,以查看它如何针对他们的代码运行,或者查看从 Linux 运行某些东西以及它如何移植到 Windows 的结果。我只是不需要它,对我来说……整个“Microsoft 热爱 Linux”并不奏效,我知道关于专利的诉讼案件可能还会持续十年或更长时间……所以不。不了,谢谢……我不需要 Windows。

回复 ,作者 bcotton

Edward,

PowerShell 6 构建于 .Net Core 之上,.Net Core 是一个新的 .Net 模块化运行时,为每个目标平台原生构建。没有 exe 文件。没有模拟器。没有 Windows。

回复 ,作者 Edward G OConnor (未验证)

虽然不是程序员,但我不得不学习 Shell 脚本编写,以便成功且胜任地完成许多关键的脚本编写任务。

有很多时候 PowerShell 在功能上根本无法与 BASH 相提并论。以简单的 ls 命令为例,它有至少 8-10 个参数用于查看/列出信息,而 PowerShell 缺乏这些参数。

最后,如果 PowerShell 如此“出色”,那么为什么 Microsoft 将完整的 Ubuntu BASH Shell 脚本工具集集成到 Windows 10 中,以及 ISO Python、openSSH 和几乎所有其他 UNIX/Linux 工具?

没有工具适用于所有用例。如果 Bash 如此出色,为什么 Fedora 在其存储库中包含 ZSH?

回复 ,作者 W. Anderson (未验证)

PowerShell 确实包含 “dir” cmdlet(Get-ChildItem 的别名),它具有 “ls” 的作用。最初的 Windows 版本 PowerShell 实际上也将其别名为 “ls”。我假设删除该别名是为了不与 Posix 平台上的原生 “ls” 命令冲突。

您可以在此处阅读有关 Get-ChildItem(又名 “dir”)如何处理文件的信息:https://docs.microsoft.com/en-us/powershell/module/microsoft.powershell…

使用 PowerShell,您不需要那么多参数来指定要返回的信息,因为您获得的是 .Net 对象,您可以使用 Where-Object(又名 “where”,又名 “?”)cmdlet 查询其属性。

不要因为解决方案不明显就认为它不存在。

回复 ,作者 W. Anderson (未验证)

> 由于 PowerShell 在宽松许可下获得许可,并且为所有平台构建,因此您可以将其与您的应用程序一起发布。

您也可以使用任何其他 FLOSS 许可的语言进行发布。使用真正的编程语言而不是 bash 的原因是错误处理,而不是易于操作。向我展示一下在 PowerShell 中编写良好的错误处理代码是什么样的,我可以考虑一下。否则,没有理由切换到另一个假设开源意味着每个人都应该切换到它的混合事物。

顺便说一句,还有 python shell。可能还有一大堆其他 shell 计划,旨在 *修复* 问题。特别是当我读到不区分大小写、尝试将命令与某些前缀匹配、猜测部分命令参数以及其他 *有帮助的* 功能时……这使得静态分析变得不可能,降低了代码可读性,并且容易出错。此外,那些部分参数匹配绝对不是面向未来的,因为添加新参数很容易破坏现有的假设。

Alexander,

这是一个教程,描述了 PowerShell 的所有异常处理功能。https://www.vexasoft.com/blogs/powershell/7255220-powershell-tutorial-t…。这篇文章显然是在 Windows 上编写的,因为它使用了 Windows 路径,但所有错误处理机制在每个平台上都以相同的方式工作。

我并不是建议您在编写应用程序代码时使用 PowerShell 作为 Python 的替代方案。我建议您在以前可能选择编写 bash shell 脚本的地方使用 PowerShell。即使您选择使用实际的编程语言编写实现逻辑,使用 PowerShell 而不是 Posix shell 编写包装脚本,也可以通过我在文章中描述的功能提供更流畅的用户体验。

还要记住,PowerShell 运行在 .Net Core 平台之上,并与 .Net 类型系统原生交互。因此,如果您愿意,可以使用 C#、F# 或任何其他构建符合 .Net Standard 标准库的语言来实现实际的应用程序逻辑,然后通过 PowerShell 调用该逻辑并接收结构化对象作为输出,以便于后续操作。

回复 ,作者 Aleksandar Kos…

PowerShell 使我可以轻松修改目录树中所有文件夹的“修改日期”(这样我就可以按日期查看我的项目文件夹,以了解我上次处理每个项目的时间)。最终,我可以用 PowerShell 中的一行代码完成这项工作。这得益于 recurse 和管道以及过滤返回对象的能力。这是一台 Windows PC,所以不确定是否有其他方法可以在其他系统上做同样的事情。

该脚本深入遍历每个文件夹,并将每个文件夹的修改日期设置为该文件夹中包含的任何文件或文件夹的最新修改日期。我在单行版本中硬编码了路径。更长的版本会提示您输入目标文件夹并提供进度条(并在 PowerShell IDE 中报告错误)。

Get-ChildItem "H:\DropBox\FolderDateFix\Test1" -recurse | Where-Object {$_.PsIsContainer} | ForEach-Object {$_.LastWriteTime = ($_ | Get-ChildItem -recurse | Where-Object {!$_.PsIsContainer} | Sort-Object LastWriteTime | Select-Object -last 1).LastWriteTime}

如果您想了解每个对象的功能的更多详细信息,我会在一篇博客文章中分解并逐步介绍每一行代码。

http://fettricks.blogspot.com/2014/08/useful-folder-modification-dates-…

我担任 Windows 管理员已超过 10 年。长期以来,我一直抵制使用 PowerShell。而是使用 Python。例如,通过使用 Python 的 ctypes 调用 Win32 API。

主要是因为我发现 PowerShell 与 Windows 安装(以及 Windows 附带的某些框架)不透明地链接在一起。PowerShell 曾经是 Windows 的“不可移除”部分。每个 Windows 都附带不同版本的 PowerShell,这使得脚本高度不兼容,并且难以针对这些不同的目标进行测试(如果我在 Windows 10 上使用最新版本的 PowerShell 开发足够复杂的脚本,我非常确定我的脚本无法在纯净的 Windows 7 上运行)。更新 PowerShell 意味着您必须安装 Windows 更新(其行为与常规 MSI 安装程序不同 - 在许多方面更难在多台计算机上部署 - 即,它需要重新启动等)。此更新是一个可选更新 - 通常在大型组织的 WSUS 服务器上排除在自动批准之外。我见过不止一个企业环境,其中每台计算机都安装了不同版本的 PowerShell。

使用 Python,事情就容易得多(我可以将 Python 安装放在网络共享上或将其与我的脚本捆绑在一起)。

快进到 2018 年初

- PowerShell 是开源的
- PowerShell 已与它或其 cmdlet 需要运行的各种框架分离
- 最重要的框架 .NET 不再是先决条件,但所需的 .NET Core 运行时与 PowerShell 捆绑在一起
- .NET Core 本身已从 Windows 中“解绑”,并成为跨平台开源
- 这使得 PowerShell 安装成为独立的/可移植的(只需将 zip 文件解压缩到任何位置并运行 pwsh.exe)
- pwsh 仍然需要操作系统提供的一些外部框架。对于 Windows 管理员来说,最重要的一个是 WMI/CIM。虽然我现在可以将 PowerShell 与我的脚本捆绑在一起,但令人烦恼的是,只有在本地 Windows 系统上安装了 Windows Management Framework 5+(也提供 PowerShell 5.1 的那个)时,“get-wmiobject / “get-cimobject” 才能工作。但是,现在至少已经变得透明,哪些框架实际上是 Windows 框架,而不是 PowerShell+WMI+其他东西的臃肿部分。
- 一些有用的东西已从 PowerShell 6 中消失,因为它使用了仅限 Windows 的框架(例如 out-gridview)。为了跨平台一致性而牺牲(没有仅限 Windows 的 cmdlet)。
- 通过开源实现透明化:PowerShell 6 是 github 上一个维护良好的项目。维护人员非常友好,热衷于回答问题等等。以前从未见过 Microsoft 提供如此好的公共/免费支持。

总的来说,这解决了我在 PowerShell 方面的大部分痛点。最大的剩余痛点是 “get-wmiobject”/“get-cimobject” 仍然依赖于安装最新的 Windows Management Framework,而这两个 cmdlet 对于大多数 Windows 管理任务都非常重要,并且在大多数脚本中使用。

PowerShell 真正比 Python 更好的地方在于利用外部 C 和 .NET 库。使用 .NET 程序集相对容易且是原生的。(请记住:PowerShell 是一个 .NET 应用程序,带有 .NET JIT 编译器。您的 PowerShell 代码会被动态编译为 .NET 字节码)。调用“经典” Win32 API(C 库)稍微复杂一些,但仍然比在 Python 中为 ctypes 创建结构体容易得多。

很高兴看到 PowerShell 自 5/5.1 版本以来一直朝着哪个方向发展。它比以往任何时候都更不像一个 shell,而更像我更愿意称之为“.NET 脚本”的东西。
- 首先,PowerShell 语言现在能够使用类/OOP
- 其次,PowerShell 现在能够运行和执行 “C#” 代码(无需将其编译为 .NET 字节码文件 - 它内置了 .NET JIT 编译器)

在使用 *nix shell 多年之后,我现在正在学习 PowerShell。虽然新的开源方法正在推动它发展,但我对文章的最初前提有一个疑问—— (1) 如果您使用特定的 shell(例如,BASH,或者如果您很勇敢,则使用 SH ;),您确实可以跨平台保持一致性 (2) 另一方面,阅读文章中引用的参考文献之一,它继续宣布某些功能在 4.0 版本中不再受支持。那么“随时随地都一样”又算什么呢?

虽然 Microsoft 可能会投资从其自己的 repo 中提供 .deb 和 .rpm 用于 PowerShell 安装,但只有当 PowerShell 可以从 DEBIAN/REDHAT/CENTOS 的 STANDARD/main REPOSITORY 本身获得时,组织和人们才会认真地在更多重要的项目中使用它。
例如:(非常重要)
请参阅 Debian 维护人员对将 PowerShell 包含在 Debian 主存储库中的一些担忧
https://bugs.debian.org/cgi-bin/bugreport.cgi?bug=834756#16

在上述问题得到解决并将其包含在主存储库中之前,这无法向最终用户确保/证明 PowerShell 编译的所有必要条件都以开源兼容的方式满足,并且在最后的构建链中没有任何专利问题。

恕我直言,信任 Microsoft 是对历史的直接打脸。该公司现在“对开源友好”只是因为 Microsoft 时代处于危险之中。最好信任其他所有在自由软件不确定且主要是一种道德哲学时就具有主动性的人,对他们来说,*人* 比 *金钱* 更重要。

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