Power(Shell) 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 在开放源代码 (MIT) 许可下正式发布。PowerShell 并不是一项新技术。 自 2006 年首次发布 Windows 版本以来,PowerShell 的创建者 试图 结合 Unix shell 的强大功能和灵活性,同时弥补他们认为的缺陷,特别是需要通过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操作系统(包括 OS X 和 Linux)上以本机方式运行。 有些人(读作:几乎所有人)可能仍然嘲笑这个 Windows 出生的闯入者的胆大妄为,因为它试图向自古以来(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,我希望说明 PowerShell 甚至可以为经验丰富的用户带来优势。

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,则需要确保仅使用有效的命令和语法。 例如,在 GNU 系统上,您可以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 日期实用程序需要以下语法

date -v -1d

由于 PowerShell 在宽松的许可下获得许可并为所有平台构建,因此您可以将其与您的应用程序一起提供。 因此,当您的脚本在目标环境中运行时,它们将运行在与您测试脚本的环境相同的 shell 上,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。 而是 .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

$(...) 语法的行为与您期望的 POSIX shell 完全相同 - 括号中命令的评估结果将替换为整个表达式。 但是,在 PowerShell 中,在这种表达式中,$ 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,我们可以对该对象调用 GetType() 方法以获取其类型对象(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,这种面向对象如何使您的生活更轻松?

首先,您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 ...

您可以快速看到 DateTime 对象具有 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,我们可以按照老式的方式进行操作,只需运行 curl $url 即可获取大量的 JSON,或者...

$weather=(Invoke-RestMethod $url) 

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

PowerShell 将很高兴通过其选项卡完成功能帮助您浏览它。 只需键入 $weather.(确保包含“.”)并按 Tab。 您将看到所有根级别的 JSON 键。 键入一个,后跟一个“.”,再次按 Tab,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 格式的非结构化数据(或由外部命令返回),只需将其通过管道传递到 ConvertFrom-JsonConvertFrom-CSV cmdlet,您就可以获得美观干净的对象中的数据。

计算与自动化

我们使用 shell 有两个目的。 一种是用于计算,运行单个命令并手动响应其输出。 另一种是自动化,编写执行多个命令并以编程方式响应其输出的脚本。

我们大多数人都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。 用户可以摆脱的击键次数越少越好。 用户键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),但命令名称本身在简洁而不是可读性方面存在错误。

PowerShell 包含多种机制来消除这种浮士德式的权衡。

首先,选项卡完成消除了参数名称的键入。 例如,键入 Get-Random -Mi,按 Tab,PowerShell 将为您完成参数:Get-Random -Minimum。 但如果您真的想简洁,甚至不需要按 Tab。 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。 这有助于脚本可读性,但您可能不想在命令行中一遍又一遍地键入 Get-。 所以不要! 如果您键入一个没有动词的名词,PowerShell 将查找带有该名词的 Get- 命令。

注意:虽然 PowerShell 不区分大小写,但在您打算使用 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 具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 命令本身就是 Set-Location 命令的别名。

因此,回顾一下 - 您可以获得强大的选项卡完成、别名和名词完成来保持您的命令名称简短、自动和一致的参数名称截断,同时仍然享受丰富的、可读的脚本语法。

那么...朋友们?

这些只是 PowerShell 的一些优点。 还有更多我没有讨论的功能和 cmdlet(如果您想让 grep 哭泣,请查看 Where-Object 或其别名 ?)。 嘿,如果您真的感到思乡,PowerShell 将很乐意为您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 cmdlet 世界,您可能会发现自己选择忘记回来的路。

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软件工程师,具有开放源代码治理倾向。 偶尔的开发者外联。 所有意见都是我自己的。 脑海中的想法在这里。

23 条评论

很棒的文章! 在我的系统管理员生涯中,如果我有一种比文本字符串更丰富的数据方法,那么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?

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、有意的二元性。 例如,在 Ruby 中删除文件比在 PowerShell 中需要更多的键入。 并且选项卡完成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)。

这有帮助吗?

回复 作者:bcotton

这太荒谬了。 Powershell 是不一致的 - 一些 cmdlet 可以正确尝试/捕获,而另一些则不能(即:返回异常)。
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性。 你能举一些例子吗?

回复 作者:joeb (未验证)

不用了,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! 似乎他们终于碰到了“墙”,并意识到他们的做事方式只能让他们走到现在,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,但他们搞砸了。 到了我们在开源世界中拥有我们需要的一切的地步,从媒体播放器、网络浏览器、办公套件、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混合两者。 让那些想尝试的人继续前进,但我对我的 Linux 命令行语法和功能非常满意。 对不起,但不是每个人都想将 Windows 与他们首选的操作系统“混合”在一起。

我是微软的员工(以下言论仅代表个人,不代表公司立场),我已经十年多没在我自己的机器上运行 Windows 了。我对我的 Linux 设置非常满意。你说的没错,微软意识到它之前的开源方式是错误的。但要说没有理由将两者混合使用,那就完全忽略了许多人确实运行混合环境的事实(无论是出于选择还是雇主的强制要求)。能够跨多个平台使用相同的工具对系统管理员来说非常有价值。你说的没错,并非所有人都想将 Windows 与他们首选的操作系统混合使用。但显然有些人这样做。

回复 guest (未验证) 的评论

哦,我完全同意你的看法。很可能确实有人想同时运行它们,但对我而言?我下定决心不再使用 Windows。请理解...我从 99 年就开始从事 I. T. 领域的工作,并且自 3.1 以来一直使用 Windows。所以我知道它的来龙去脉。虽然大众可能被它“新”的外观所迷惑,但其实不是。它仍然和 Windows 95 一样老旧...Windows 95 是 Windows 98 的前身...Windows 98 是 Windows NT 4.0 的前身,Windows NT 4.0 又发展为 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,并且事物可能会获得新的图标和在系统中的新位置,但它仍然是一个严重依赖 “.exe” 的系统,而 “.exe” 可能包含各种各样的不良程序!即使 PowerShell 可以免受运行 Windows 的大部分代码的干扰,它仍然与 Windows“连接”在一起,对我自己而言,这不是我想尝试的东西。此外,我从 2001/02 年就开始使用 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”微软的语法?对于需要这个的系统管理员来说...我说去做吧...但我永远不需要 Windows 了...所以我选择消除该平台上的任何事物干扰或影响我的 Linux 服务器和数据库的可能性。但我确实看到了你的观点,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“Microsoft Loves Linux”的说法并不奏效,我知道关于专利的诉讼可能在未来十年或更长时间内持续进行...所以不。不,谢谢...我不需要 Windows。

回复 的评论,作者是 bcotton

Edward,

PowerShell 6 是建立在 .Net Core 之上的,.Net Core 是一个新的 .Net 模块化运行时,它为每个目标平台本地构建。没有 exe 文件。没有模拟器。没有 Windows。

回复 的评论,作者是 Edward G OConnor (未验证)

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

有很多情况下,Powershell 在功能上根本无法与 BASH 相提并论。以简单的 ls 命令为例,它至少有 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?

没有一种工具适用于所有用例。如果 Bash 如此出色,为什么 Fedora 会在其存储库中包含 ZSH?

回复 的评论,作者是 W. Anderson (未验证)

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

你可以在这里阅读 Get-ChildItem(又名 “dir”)如何处理文件:https://docs.microsoft.com/en-us/powershell/module/microsoft.powershell…

使用 PowerShell,你不需要那么多参数来指定要返回的信息,因为你得到的是 .Net 对象,你可以使用 Where-Object(又名 “where”,又名 “?”)cmdlet 查询其属性。

不要假设当解决方案并非立即显而易见时,它就不存在。

回复 的评论,作者是 W. Anderson (未验证)

> 因为 PowerShell 在宽松许可下获得许可,并且是为所有平台构建的,所以你可以将其与你的应用程序一起发布。

你也可以与任何其他 FLOSS 许可的语言一起发布。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。向我展示一个用 powershell 编写的良好的错误处理代码是什么样的,我可能会考虑它。否则,没有理由切换到另一种混合的东西,它假设开源意味着每个人都应该切换到它。

顺便说一句,也有 python shell。可能还有一大堆其他 *修复* 问题的 shell 计划。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、猜测部分命令参数以及其他 *有帮助* 的功能...这使得静态分析成为不可能,降低了代码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。

我不是建议你使用 PowerShell 作为 Python 的替代品来编写应用程序代码。我建议你在以前可能选择编写 bash shell 脚本的地方使用 PowerShell。即使你选择用实际的编程语言编写实现逻辑,用 PowerShell 而不是 Posix shell 编写包装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 类型系统本地交互。因此,如果你愿意,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对象作为输出,以便于后续操作。

回复 的评论,作者是 Aleksandar Kos…

PowerShell 使我能够轻松地修改目录树中所有文件夹的“修改日期”(因此我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)。我最终能够使用 PowerShell 中的单行命令来完成此操作。这之所以成为可能,是因为递归以及管道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。

该脚本深入研究每个文件夹,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你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}

如果你想了解每个对象的作用的更多详细信息,我会在一篇博客文章中将其分解并逐步解释每一行。

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

这是一个 powershell 可以轻松完成的事情的绝佳示例!我认为 Get-ChildItem、Select-Object 和 Where-Object 是别名比全名更简单的少数 cmdlet 之一。所以我将分别用 “cd”、“select” 和 “?”(或 “where”)替换它们。

你是否尝试使用 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 的评论,作者是 Shane Trent (未验证)

我已经做了 10 多年的 Windows 管理员。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(以及随 Windows 提供的某些框架)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,这使得脚本非常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 版本来开发一个足够复杂的脚本,我很确定我的脚本将无法在普通的 Windows 7 上运行)。更新 Powershell 意味着你必须安装 Windows 更新(它的行为与常规 MSI 安装程序不同 - 在许多方面更难以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 - 通常在大型组织中从 WSUS 服务器上的自动批准中排除。我已经看到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,事情就容易多了(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 commandlet 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/便携的(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,但仍然令人恼火的是,“get-wmiobject / "get-cimobject" 只有在本地 Windows 系统上安装了 Windows Management framework 5+ 时才能工作(它也提供 Powershell 5.1)。但是,现在至少可以清楚地了解哪些框架实际上是 Windows 框架,而不是 Powershell+WMI+其他东西的膨胀。
- 由于 Powershell 6 使用 Windows 独有的框架(即 out-gridview),因此某些有用的东西已从 Powershell 6 中消失。为跨平台一致性而牺牲(没有 Windows 独有的 commandlet)。
- 通过开源实现透明化:Powershell 6 是 Github 上一个维护良好的项目。维护者非常友善,热衷于回答问题等等。以前从未见过微软提供如此出色的公共/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”,它们对于大多数 Windows 管理任务至关重要,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。

Powershell 真正比 Python 优秀的地方在于它能够利用外部 C 和 .NET 库。 使用 .NET 程序集相对容易且是原生支持的。(请记住:Powershell 是一个 .NET 应用程序,带有一个 .NET JIT 编译器。你的 Powershell 代码会被动态编译成 .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 ctype 创建结构体容易得多。

很高兴看到 Powershell 自 5 / 5.1 版本以来的发展方向。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 了。
- 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,但我对文章的初始前提有一个问题——(1)如果你使用特定的 shell(例如,BASH,或者如果你很勇敢,使用 SH ;),你确实拥有跨平台的一致性(2)另一方面,阅读文章中引用的参考资料之一,它继续宣布某些功能在 4.0 版本中不再支持。 如此说来,“随时/随地都一样”呢?

Bash/she 可以在平台上保持一致性,但它们调用的实用程序有时却不能。

我并不是说 powershell 永远不会弃用或修改功能,或者所有版本中的语法都相同。 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。 这就是保证一致性的方式。

回复 ,作者是 Erez L. (未验证)

尽管微软可能会投资从其自己的存储库中提供 .deb 和 .rpm 用于 powershell 安装,但只有当它可以从 DEBIAN/REDHAT/CENTOS 的 STANDARD/main 存储库本身获得时,组织和人们才会认真地在更多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/向最终用户证明 powershell 编译的所有必备条件都以开源兼容的方式满足,并且在最后的构建链中没有任何专利问题。

恕我直言,信任微软无异于直接打历史的脸。 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。 最好信任其他任何在自由软件不确定并且主要是一种道德哲学时,拥有主动性的人,对于他们来说,*人*比*钱*更重要。

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