Power(Shell) 走向大众

减少输入,编写更简洁的脚本,跨平台保持一致运行,以及 Linux 和 OS X 用户爱上 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 在一个开源 (MIT) 许可下正式发布。 PowerShell 并非新技术。 从 2006 年首次在 Windows 上发布以来,PowerShell 的创建者一直致力于融合 Unix shell 的强大功能和灵活性,同时弥补他们认为的缺点,特别是需要文本操作才能从组合命令中获得价值。

五个主要版本之后,PowerShell Core 允许相同的创新 shell 和命令环境在本机上运行在所有主要的操作系统上,包括 OS X 和 Linux。 有些人(读作:几乎所有人)可能仍然对这个 Windows 出生的闯入者提供给自古以来就拥有强大 shell 环境的平台(至少按照千禧一代的定义)的胆大妄为嗤之以鼻。 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,您需要确保仅使用有效的命令和语法。 例如,在 GNU 系统上,您将按如下方式获取昨天的日期

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,并且专为所有平台构建,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使用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句话感到困扰,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

$(...) 语法的行为与您期望的 POSIX shell 完全相同——括号中命令的评估结果将替换整个表达式。 但是,在 PowerShell 中,$ 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),以及 FullName 属性以获取类型的完整名称。

那么,这种面向对象如何让您的生活更轻松?

首先,您可以将任何对象管道传输到 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 ...

您可以快速看到 DateTime 对象具有一个 AddDays,您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,我们可以像以前那样做,只需运行 curl $url 即可获得一个巨大的 JSON blob,或者...

$weather=(Invoke-RestMethod $url) 

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

PowerShell 将很乐意通过其 Tab 键完成功能来帮助您浏览它。 只需输入 $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,您将看到它的子级(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 格式的数据(或由外部命令返回)作为非结构化数据,只需将其管道传输到 ConvertFrom-JsonConvertFrom-CSV cmdlet,您就可以将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 简洁明了。 用户可以使用的击键次数越少越好。 用户输入的内容对于另一个人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。 虽然某些命令确实为其某些参数提供简洁和可读的语法(例如 -f--force),但命令名称本身在简洁性方面犯了错误,而不是可读性。

PowerShell 包括多种机制来消除这种浮士德式的权衡。

首先,Tab 键完成功能消除了参数名称的输入。 例如,键入 Get-Random -Mi,按 Tab 键,PowerShell 将为您完成参数:Get-Random -Minimum。 但是,如果您真的想简洁,甚至不需要按 Tab 键。 例如,PowerShell 将理解

Get-Random -Mi 1 -Ma 10

因为 MiMa 各自具有唯一的完成。

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! 如果您输入不带动词的名词,PowerShell 将查找带有该名词的 Get- 命令。

注意:虽然 PowerShell 不区分大小写,但最好在您打算使用 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 具有别名来创建简单名称。 例如,如果您键入 alias -name cd,您会发现 PowerShell 中的 cd 命令本身就是 Set-Location 命令的别名。

因此,回顾一下——您可以获得强大的 Tab 键完成功能、别名和名词完成功能,以保持命令名称简短、自动和一致的参数名称截断,同时仍然可以享受用于脚本编写的丰富、可读的语法。

所以... 朋友们?

这些只是 PowerShell 的一些优势。 我还没有讨论更多功能和 cmdlet(如果您想让 grep 哭泣,请查看 Where-Object 或其别名 ?)。 嘿,如果您真的感到思乡,PowerShell 会很乐意为您启动旧的本机实用程序。 但是给自己足够的时间来适应 PowerShell 的面向对象的 cmdlet 世界,您可能会发现自己选择忘记返回的路。

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软件工程师,具有开源治理倾向。 偶尔的开发者外联人员。 所有意见均为我个人观点。 这里是思想垃圾。

23 条评论

很棒的文章! 在我担任系统管理员的日子里,有很多时候,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,那么与 Python、Ruby 等相比,使用 PowerShell 有什么优势?

好问题。 在偏爱一种工具而不是另一种工具方面存在主观因素。 对我而言,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 中删除文件比在 PowerShell 中需要更多的输入。 并且不会有 Tab 键完成功能和统一的命令名称样式。

我发现将 PowerShell 视为用于自动化的 DSL 而不是编程语言很有帮助。 您不会使用 PowerShell 编写 Web 应用程序。 您可以使用 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)。

这对您有帮助吗?

回复 bcotton

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

我还没有遇到您描述的不一致情况。 您能举一些例子吗?

回复 joeb(未验证)

不用了,谢谢。 我不知道该说些什么才能保持礼貌。

厌倦了 Microsoft 和 Windows 试图“模仿”开源的方式!……哈哈! 似乎他们终于撞到了“墙”,并且已经意识到他们做事的方式只能带他们走这么远,现在他们想成为开源的“全新创新者”? 不,他们有机会与 Unix 和 Linux 友好相处,但却搞砸了。 以至于我们在开源世界中拥有一切我们需要的东西,从媒体播放器到 Web 浏览器,再到 Office 套件,PDF 阅读器,BASH 脚本和命令行界面等等。 甚至没有真正的理由尝试将两者混合。 让那些想尝试这种方法的人继续前进,但我对我的 Linux 命令行语法和功能感到非常满意。 对不起,但不是每个人都想将 Windows 与他们喜欢的操作系统“融合”。

我是一名微软员工(仅代表个人观点,不代表公司立场),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设置非常满意。你说微软意识到它对开源的态度是错误的,你是对的。但说混合使用两者没有实际意义,完全忽略了许多人确实运行混合环境(无论是出于选择还是雇主的强制要求)这一事实。能够跨多个平台使用相同的工具对系统管理员来说是有价值的。你说并非所有人都希望将Windows与他们首选的操作系统混合使用,你是对的。但显然有些人确实想这样做。

回复 ,作者为 访客(未验证)

哦,我完全同意你的观点。很可能有人想要同时运行它们,但对我来说?我下定决心不再使用Windows。请理解...自 1999 年以来,我一直在 I. T. 领域工作,并且从 3.1 版本就开始使用 Windows。所以我知道它的来龙去脉。虽然大众可能被它“新”的感觉所迷惑,但事实并非如此。它和 Windows 95 一样,是 Windows 98 的前身......Windows 98 又是 Windows NT 4.0 的前身,后者发展到 Windows 2000......然后是 2003......2007......Vista.....XP......Win7....Win8...以及最近的 Win10。所以我知道,虽然事物可能有不同的名称,并且事物可能在系统内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,而“.exe”可能包含各种不良的东西!即使 PowerShell 没有运行 Windows 的大部分代码,它仍然“附加”到 Windows,对我自己而言,我不想尝试它。此外,自从 2001/02 年以来,我就一直在使用 Linux,并且已经学会了如何在终端中使用 Linux 命令,我为什么要“学习”MS 的语法?对于需要它的系统管理员来说...我说去吧...但我再也不会需要 Windows 了......所以我选择消除来自该平台干扰或影响我的 Linux 服务器和数据库的任何可能性。但我确实明白你的观点,Windows 管理员/开发人员可能需要在 Linux 盒子上运行它,以查看它是否/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,而且对我来说...整个“微软热爱 Linux”并不成立,我知道仍然存在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,谢谢...我不需要 Windows。

回复 ,作者为 bcotton

Edward,

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

回复 ,作者为 Edward G OConnor (未验证)

虽然不是程序员,但我不得不学习Shell脚本,达到足以成功且胜任地完成许多关键脚本任务的水平。

在许多情况下,Powershell 的功能根本无法与 BASH 相比。以简单的 ls 命令为例,它至少有 8 - 10 个参数,用于查看/列出 Powershell 缺乏的信息。

最后,如果 Powershell 如此“伟大”,那么为什么微软将完整的 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 如此伟大,为什么 Fedora 在其存储库中包含 ZSH?

回复 ,作者为 W. Anderson (未验证)

PowerShell 确实包含 “dir” cmdlet(Get-ChildItem 的别名),其作用与 “ls” 相同。原始 Windows 版本的 PowerShell 实际上也将其别名为 “ls”。我假设删除该别名是为了避免与 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”)如何处理文件: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。

不要假设不存在显而易见的解决方案。

回复 ,作者为 W. Anderson (未验证)

> 因为 PowerShell 在宽松的许可下获得许可,并且为所有平台构建,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混合的东西,它假定开源意味着每个人都应该切换到它。

顺便说一句,也有 python shell。并且可能有一群其他的 shell 计划来 *修复* 东西。特别是当我读到关于大小写不敏感、试图将命令匹配到一些前缀、猜测部分命令参数和其他 *有用的* 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,这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…. 该文章显然是在 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相同。

我不是建议您使用 PowerShell 作为编写应用程序代码时 Python 的替代方案。我建议您在使用 PowerShell 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 编写包装器脚本,也可以通过我在帖子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 类型系统进行原生交互。因此,如果您愿意,可以使用 C#、F# 或任何其他构建符合 .Net 标准的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的对象作为输出,以便于后续操作。

回复 ,作者为 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”(所以我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)。我最终可以用 PowerShell 中的一行代码来完成此操作。这是因为 recurse 以及管道和过滤返回对象的能力。这是一个 Windows PC,所以我不确定在其他系统上是否有其他方法可以做同样的事情。

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。一个更长的版本会提示您输入目标文件夹并提供一个进度条(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}

如果您想更详细地了解每个对象的作用,我会在博客文章中对其进行分解并逐行讲解。

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

这是一个 PowerShell 可以轻松完成的绝佳例子!我认为 Get-ChildItem、Select-Object 和 Where-Object 是别名比全名更直接的几个 cmdlet 之一。所以我将分别用“cd”、“select”和“?”(或“where”)替换它们。

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 ,作者为 Shane Trent (未验证)

我已经担任 Windows 管理员超过 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 Windows 附带的某些框架)不透明地链接在一起。Powershell 曾经是 Windows 的一个“不可删除”的部分。每个 Windows 都附带一个不同的 Powershell 版本,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 上使用最新的 Powershell 版本来开发一个足够复杂的脚本,我很确定我的脚本将无法在原版 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,它更难在大量计算机上部署 - 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中每台计算机都安装了不同的 Powershell 版本。

使用 Python,事情要容易得多(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 已经从它或其 commandlet 需要操作的各种框架中分离出来
- 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 本身已经从 Windows 中“分离”出来,并成为跨平台的开源项目
- 这使得 Powershell 安装成为独立的/可移植的(只需将 zip 文件解压到任何地方并运行 pwsh.exe)
- pwsh 仍然需要操作系统提供的外部框架。对于 Windows 管理员来说,最重要的一个就是 WMI / CIM。虽然我现在可以将 Powershell 与我的脚本捆绑在一起,但 “get-wmiobject” / “get-cimobject” 只有在本地 Windows 系统上安装了 Windows Management framework 5+ (同时提供 Powershell 5.1 的那个) 才能工作,这一点仍然令人恼火。 然而,现在至少可以清楚地知道哪些框架实际上是 Windows 框架,而不是 Powershell+WMI+其他东西膨胀起来的。
- 一些有用的东西从 Powershell 6 中消失了,因为它使用了仅限 Windows 的框架(例如 out-gridview)。为了跨平台一致性做出的牺牲(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。 维护者非常友好,热衷于回答问题等。 从未见过微软提供如此好的公共/免费支持。

总而言之,这解决了我在 Powershell 中的大部分痛点。 最大的剩余痛点是 “get-wmiobject” / “get-cimobject”,这对大多数 Windows 管理任务非常重要,并且在大多数脚本中使用,但仍然依赖于安装最新的 Windows Management framework。

在利用外部 C 和 .NET 库方面,Powershell 确实比 Python 好得多。 使用 .NET 程序集相对容易,并且是原生支持的。(请记住:Powershell 是一个 .NET 应用程序,带有一个 .NET JIT 编译器。 您的 Powershell 代码会被即时编译成 .NET 字节码)。 调用“经典”的 Win32 API(C 库)有点复杂,但仍然比在 Python 中为 ctype 创建结构体容易得多。

也很高兴看到 Powershell 自 5 / 5.1 版本以来的发展方向。 它越来越不像一个 shell,而更像是我会称之为“.NET 脚本”的东西。
- 首先,Powershell 语言现在能够支持类 / 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 - 它内置了一个 .NET JIT 编译器)。

在使用 *nix shell 多年后,我现在正在学习 PowerShell。 虽然新的开源方法正在推动它,但我对文章的最初前提有一个问题 -- (1) 如果你使用特定的 shell (比如 BASH,或者如果你很勇敢就用 SH ;),你确实可以在跨平台时保持一致性 (2) 另一方面,阅读文章中引用的参考文献之一,它接着宣布某些功能在 4.0 版本中不再支持。 所谓的“随时/随地相同”呢?

Bash/sh 也许能在跨平台时保持一致性,但它们调用的实用程序有时不会。

我并不是说 powershell 从不弃用或修改功能,也不是说所有版本的语法都相同。 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,来确保在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,而不是依赖于操作系统来提供它。 这就是您如何保证一致性的方法。

回复 作者:Erez L. (未验证)

虽然微软可能会投资从其自己的仓库中提供 .deb 和 .rpm 来安装 powershell,但是只有当它可以从 DEBIAN/REDHAT/CENTOS 的 STANDARD/main 存储库中获得时,组织和人们才会认真地在严肃的项目中使用它。
例如: (非常非常重要)
请参阅 debian 维护人员对将 powershell 包含在 debian 主要存储库中的一些担忧
https://bugs.debian.org/cgi-bin/bugreport.cgi?bug=834756#16

在解决上述问题并将其包含在主存储库中之前,它将无法确保/证明最终用户 powershell 编译的所有必备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问题。

恕我直言,信任微软是对历史的直接打脸。 该公司现在“对开源友好”仅仅是因为微软时代处于危险之中。 最好信任其他所有人在自由软件不确定且主要是一种道德哲学时,那些积极主动的人,对于他们来说,*人* 比 *金钱* 更重要。

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