Power(Shell) 献给人民

少敲代码,编写更简洁的脚本,跨平台一致运行,以及其他让 Linux 和 OS X 用户爱上 PowerShell 的理由。
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One lightbulb lit out of several

Opensource.com

今年早些时候,PowerShell Core 在一个开源(MIT) 许可证下正式发布。 PowerShell 并不是一项新技术。 从 2006 年首次为 Windows 发布以来,PowerShell 的创建者试图将 Unix shell 的强大和灵活性融入其中,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得价值。

在五个主要版本之后,PowerShell Core 允许相同的创新 shell 和命令环境在所有主要的操作系统上本地运行,包括 OS X 和 Linux。 一些人(读作:几乎所有人)可能仍然嘲笑这个 Windows 出生的闯入者,居然大胆地向那些自古以来(至少是千禧一代定义的)就拥有强大 shell 环境的平台提供自己。 在这篇文章中,我希望证明 PowerShell 甚至可以为经验丰富的用户提供优势。

跨平台一致性

如果你计划将脚本从一个执行环境移植到另一个执行环境,你需要确保你只使用那些有效的命令和语法。 例如,在 GNU 系统上,你可以按如下方式获取昨天的日期:

date --date="1 day ago"

在 BSD 系统(如 OS X)上,上面的语法将不起作用,因为 BSD date 实用程序需要以下语法:

date -v -1d

由于 PowerShell 是在宽松许可下许可的,并且是为所有平台构建的,因此你可以将其与你的应用程序一起发布。 因此,当你的脚本在目标环境中运行时,它们将在与你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你消费和操作非结构化数据的能力。 那些已经使用 sed grepawk 多年的人可能不会对这个说法感到困扰,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

你看到的输出实际上不是一个文本字符串。 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,并且通常具有你可以调用的方法。

让我们证明这一点

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

$(...) 语法的行为与你期望的 POSIX shell 完全一样——括号中命令的评估结果将替换整个表达式。 然而,在 PowerShell 中,$ 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,我们可以在该对象上调用 GetType() 方法来获取其类型对象(类似于 Java 中的 Class 对象),并获取 FullName 属性 以获取类型的完整名称。

那么,这种面向对象特性如何让你的生活更轻松呢?

首先,你可以将任何对象通过管道传递到 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 ...

你可以很快看到 DateTime 对象有一个 AddDays,你可以快速使用它来获取昨天的日期

> (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)并获取你当地的天气。

$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,我们可以像以前一样运行 curl $url 来获取一个巨大的 JSON blob,或者...

$weather=(Invoke-RestMethod $url) 

如果你查看 $weather 的类型(通过运行 echo $weather.GetType().FullName),你将看到它是一个 PSCustomObject。 这是一个动态对象,它反映了 JSON 的结构。

PowerShell 将很乐意通过其 Tab 键补全来帮助你浏览它。 只需键入 $weather.(确保包含“.”)并按 Tab 键。 你将看到所有根级别的 JSON 键。 键入一个,后跟一个 ".",再次按 Tab 键,你将看到它的子节点(如果有的话)。

因此,你可以轻松导航到你想要的数据

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

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

如果你的周围有 JSON 或 CSV(或由外部命令返回)作为非结构化数据,只需将它通过管道传递到 ConvertFrom-JsonConvertFrom-CSV cmdlet 中,你就可以将你的数据放入干净的对象中。

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,编写执行多个命令并以编程方式响应其输出的脚本。

我们大多数人已经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。 用户可以逃脱的击键次数越少越好。 用户输入的内容对于另一个人来说是否难以辨认并不重要。 另一方面,脚本是代码。 可读性和可维护性是关键。 在这里,POSIX 实用程序经常让我们失望。 虽然一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),但命令名称本身倾向于简洁而不是可读性。

PowerShell 包含多种机制来消除 Faustian 的权衡。

首先,Tab 键补全消除了参数名称的输入。 例如,键入 Get-Random -Mi,按 Tab 键,PowerShell 将为你完成参数:Get-Random -Minimum。 但如果你真的想简洁,你甚至不需要按 Tab 键。 例如,PowerShell 将理解

Get-Random -Mi 1 -Ma 10

因为 MiMa 各自都有唯一的补全。

你可能已经注意到,所有 PowerShell cmdlet 名称都具有动词-名词结构。 这可以帮助脚本提高可读性,但你可能不想在命令行中一遍又一遍地键入 Get-。 所以不要这样做! 如果你输入一个没有动词的名词,PowerShell 将查找具有该名词的 Get- 命令。

注意:虽然 PowerShell 不区分大小写,但最好在打算使用 PowerShell 命令时将名词的首字母大写。 例如,键入 date 将调用你的系统的 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,如果你键入 alias -name cd,你将发现 PowerShell 中的 cd 命令本身就是 Set-Location 命令的别名。

所以回顾一下——你可以获得强大的 Tab 键补全、别名和名词补全来缩短你的命令名称,自动和一致的参数名称截断,同时仍然可以享受丰富的、可读的脚本语法。

所以... 朋友们?

这些只是 PowerShell 的一些优势。 还有更多我没有讨论的功能和 cmdlet(如果你想让 grep 哭泣,请查看 Where-Object 或其别名 ?)。 而且,如果你真的感到想家,PowerShell 会很乐意为你启动旧的本机实用程序。 但给自己足够的时间来适应 PowerShell 的面向对象的 cmdlet 世界,你可能会发现自己选择忘记回来的路。

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软件工程师,具有开源治理倾向。 偶尔会进行开发者外联。 所有意见都是我自己的。 脑力在这里倾泻。

23 条评论

很棒的文章! 在我担任系统管理员的那些日子里,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 命令只或主要对文本字符串进行操作,那么与 Python、Ruby 等相比,使用 PowerShell 的优势是什么?

好问题。 在偏爱一种工具而不是另一种工具方面存在一定的主观性。 对我来说,PowerShell 的优势在于它作为命令 shell 和脚本语言的特定、有意的双重性。 例如,在 Ruby 中删除文件需要比在 PowerShell 中键入更多内容。 并且 Tab 键补全和统一的命令名称样式将不存在。

我发现将 PowerShell 视为自动化 DSL 而不是编程语言是有帮助的。 你不会使用 PowerShell 来编写 Web 应用程序。 你可能会使用 PowerShell 自动配置系统上的 Web 应用程序或将 Web 应用程序部署到公共云(使用供应商提供的模块)。

这有帮助吗?

回复 作者 bcotton

这太荒谬了。Powershell 不一致 - 一些 cmdlet 能正确地进行 try/catch 处理,而另一些则不能(即:返回一个异常)。
你最好使用像 Python 这样的东西....

我还没有遇到你描述的不一致情况。你能举一些例子吗?

回复 by joeb (未验证)

不,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”开源的方式!...LoL! 似乎他们终于撞到了“墙”,并且意识到他们做事的方式只能走到这里,现在他们想成为开源的“全新创新者”? 不,他们曾经有机会与 Unix 和 Linux 友好相处,但他们错过了。以至于我们在开源世界中拥有了我们需要的一切,从媒体播放器到 Web 浏览器,再到办公套件和 PDF 阅读器,以及 BASH 脚本和命令行界面等。甚至没有真正的理由尝试将两者混合。让那些想尝试的人继续尝试吧,但我对我的 Linux 命令行语法和功能非常满意。抱歉,但并非每个人都想将 Windows 与他们首选的操作系统“融合”在一起。

我是一名微软员工(仅代表我个人发言,不代表公司),而且我已经十多年没有在我自己的机器上运行 Windows 了。我对我的 Linux 设置也非常满意。你说的没错,微软意识到它对待开源的方式是错误的。但要说没有真正的理由将两者混合,就完全忽略了许多人确实在运行混合环境(无论是出于选择还是雇主的指示)这一事实。能够在多个平台上使用相同的工具对系统管理员来说是有价值的。你说的没错,不是每个人都想将 Windows 与他们首选的操作系统融合在一起。但显然有些人想。

回复 by guest (未验证)

哦,我完全同意你的观点。很可能*是*有人想同时运行它们,但对我来说?我下定决心不使用 Windows。请理解......我自 99 年以来一直在 I. T. 领域工作,并且从 3.1 版本开始就一直在使用 Windows。所以我知道它的来龙去脉。虽然大众可能会被“新”所迷惑,但事实并非如此。它和 Windows 95 是一样的旧 Windows……Windows 95 是 Windows 98 的前身……Windows 98 是 Windows NT 4.0 的前身,后者导致了 Windows 2000……然后是 2003……2007……Vista……XP……Win7……Win8……以及最近的 Win10。所以我知道,虽然事物可能被称为不同的名称,并且事物可能会在系统中获得新的图标和新的位置,但它仍然是一个严重依赖“.exe”的系统,这些“.exe”可能会被各种不良内容所渗透!即使 PowerShell 摆脱了运行 Windows 的大部分代码,它仍然“附加”到它,对我自己而言,这不是我想要尝试的东西。此外,我从 2001/02 年开始使用 Linux,并且已经学会了如何使用 Linux 命令在终端中移动,我为什么要“学习”MS 的语法?对于需要这个的系统管理员……我说去吧……但我永远不需要 Windows 了……所以我选择消除该平台上的任何东西干扰或影响我的 Linux 服务器和数据库的可能性。但我确实看到了你的观点,Windows 管理员/开发人员可能需要在 Linux 框上运行它,以便查看它是否/如何针对他们的代码运行,或者查看从 Linux 运行某些东西的结果以及它如何移植到 Windows。我只是不需要它,对我来说……整个“微软热爱 Linux”并不奏效,我知道仍然有关于专利的诉讼案件可能会持续未来十年或更长时间……所以不,不客气……我不想要 Windows。

回复 by bcotton

Edward,

PowerShell 6 构建在 .Net Core 之上,.Net Core 是一个为每个目标平台原生构建的新的 .Net 模块化运行时。没有 exes,没有模拟器,没有 Windows。

回复 by Edward G OConnor (未验证)

虽然不是程序员,但我必须学习 Shell 脚本才能成功且胜任地完成许多关键的脚本任务。

在许多情况下,Powershell 在功能上根本无法与 BASH 匹配。以简单的 ls 命令为例,至少有 8-10 个用于查看/列出信息的参数,而 Powershell 却缺少这些参数。

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 by W. Anderson (未验证)

PowerShell 确实包含 “dir” cmdlet (Get-ChildItem 的别名),它起着 “ls” 的作用。原始的 Windows 版本的 PowerShell 实际上也将其别名为 “ls”。我假设移除该别名是为了不与 Posix 平台上的本机 “ls” 命令冲突。

您可以在此处阅读 Get-ChildItem (又名 “dir”) 如何使用文件: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。

不要假设在不立即显而易见的地方不存在解决方案。

回复 by W. Anderson (未验证)

> 因为 PowerShell 在许可许可下获得许可并为所有平台构建,所以您可以将其与您的应用程序一起发布。

您也可以发布任何其他 FLOSS 许可的语言。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。向我展示一个用 power shell 编写的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体。

顺便说一句,还有 python shell。可能还有一大堆其他的 shell 倡议在 *修复* 问题。特别是当我读到关于不区分大小写、尝试将命令与某些前缀匹配、猜测部分命令参数和其他 *有用* 功能时……这使得静态分析变得不可能,降低了代码的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,但是所有错误处理机制在每个平台上都以相同的方式工作。

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

另请记住,PowerShell 运行在 .Net Core 平台之上,并与 .Net 类型系统进行原生交互。因此,如果您愿意,您可以使用 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 by Aleksandar Kos…

PowerShell 让我可以轻松地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,以查看我上次处理每个项目的时间)。我最终能够在 PowerShell 中用一行代码完成这项操作。这是由于 recurse 和管道传输和过滤返回对象的能力。这是一个 Windows PC,所以不确定是否有其他方法可以在其他系统上执行相同的操作。

该脚本深入挖掘每个文件夹,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。一个较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更多详细信息,我将在博客文章中分解并逐步介绍每一行。

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

这是一个很好的例子,说明 powershell 可以轻松地完成什么!我认为 Get-ChildItem、Select-Object 和 Where-Object 是少数别名比全名更直接的 cmdlet。所以我会将它们分别替换为“cd”、“select”和“?”(或“where”)。

您是否尝试使用 Measure-Object -Maximum 来获取最新的文件修改日期,而不是对整个目录进行排序?

回复 by Shane Trent (未验证)

我担任 Windows 管理员已经超过 10 年了。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。

主要原因是,我发现 Powershell 与 Windows 安装(以及随 Windows 一起提供的某些框架)不透明地链接在一起。Powershell 曾经是 Windows 中“不可移除”的部分。每个 Windows 都附带不同版本的 Powershell,这使得脚本高度不兼容,并且难以针对这些各种目标进行测试(如果我在 Windows 10 上使用最新的 Powershell 版本来开发足够复杂的脚本,我很确定我的脚本无法在原始的 Windows 7 上运行)。更新 Powershell 意味着您必须安装 Windows 更新(它的行为与常规 MSI 安装程序不同 - 在许多方面更难在大量计算机上部署 - 即,它需要重新启动,等等)。此更新是可选更新 - 通常在大公司的 WSUS 服务器上被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 则容易得多(我可以只将 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 已经与其操作所需的各种框架分离
- 最重要的框架 .NET 不再是先决条件,而是将所需的 .NET core 运行时与 Powershell 捆绑在一起
- .NET core 本身已从 Windows 中“解绑”,并成为跨平台开源项目
- 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,但仍然令人烦恼的是,只有在本地 Windows 系统上安装了 Windows Management framework 5+(也提供了 Powershell 5.1)时,“get-wmiobject / "get-cimobject" 才能工作。 然而,现在至少已经清楚哪些框架实际上是 Windows 框架,而不是 Powershell+WMI+其他东西的臃肿组合。
- 一些有用的东西已经从 Powershell 6 中消失了,因为它使用了仅限 Windows 的框架(例如 out-gridview)。 这是为了跨平台一致性而做出的牺牲(没有仅限 Windows 的 cmdlet)。
- 通过开源实现透明性:Powershell 6 是 github 上一个维护良好的项目。 拥有非常友好的维护人员,他们热衷于回答问题等等。 从未见过微软提供如此出色的公共/免费支持。

总而言之,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”,这对于大多数 Windows 管理任务非常重要,并且在大多数脚本中使用,仍然依赖于安装最新的 Windows Management framework。

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,并且是本机操作。(请记住:Powershell 是一个 .NET 应用程序,带有一个 .NET JIT 编译器。您的 Powershell 代码会动态编译为 .NET 字节码)。 调用“经典”Win32 API(C 库)有点复杂,但仍然比在 Python 中为 ctype 创建结构容易得多。

很高兴看到 Powershell 自 5 / 5.1 版以来的发展方向。 它比以往任何时候都更不像一个 shell,而更像是我想称之为“.NET 脚本”的东西。
- 首先,Powershell 语言现在能够处理类/OOP
- 其次,Powershell 现在能够运行和执行“C#”代码(无需将其编译成 .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,但我对文章的初始前提存在疑问——(1) 如果你使用特定的 shell(比如 BASH,或者如果你够勇敢就使用 SH ;),你确实可以在跨平台上保持一致性 (2) 另一方面,阅读文章中引用的参考文献之一,宣布某些功能在 4.0 版本中不再受支持。 这么多 "随时随地一样"?

Bash/sh 可能会在跨平台中提供一致性,但它们调用的实用程序有时不会。

我并不是断言 powershell 永远不会弃用或修改功能,或者所有语法在各个版本中都相同。 但是,您可以通过简单地将正确版本的 Powershell(6.0 或更高版本)与您的脚本捆绑在一起,来确定在您的执行中获得相同的功能和语法。 换句话说,您的应用程序可以拥有其自动化环境,而不是依赖操作系统来提供它。 这就是你如何保证一致性。

回复 作者 Erez L. (未验证)

虽然微软可能会投资从其自己的 repo 中为 powershell 安装提供 .deb 和 .rpm,但是只有当它可以从 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数量的严肃项目中使用它。
例如:(非常非常重要)
请参阅 debian 维护者对将 powershell 包含在 debian main repository 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包含在主存储库中之前,它将无法确保/向最终用户证明 powershell 编译的所有先决条件都以开源兼容的方式满足,并且在最后一个构建链中没有任何专利。

恕我直言,信任微软是直接打脸历史。 该公司现在“对开源友好”仅仅是因为微软时代正处于危险之中。 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,就采取了主动的人,对他们来说,*人* 比 *钱* 更重要。

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