Power(Shell) 赋能于民

更少的输入,编写更简洁的脚本,跨平台一致地运行,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通用许可下以开源(MIT)许可证发布。 PowerShell 并不是一项新技术。 从 2006 年首次发布 Windows 版本开始,PowerShell 的创建者 寻求 结合 Unix shell 的强大功能和灵活性,同时弥补他们认为的缺陷,特别是需要进行文本操作才能从组合命令中获得价值。

经过五个主要版本的发布,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)上本机运行。 有些人(读作:几乎所有人)可能仍然嘲笑这个 Windows 出生的入侵者大胆地/或冒失地向自古以来(至少在千禧一代的定义中)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 在许可的许可下获得许可并且专为所有平台而构建,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 上使用相同的命令实现运行。

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 生活多年的人可能不会为这种说法所困扰,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,它具有一种类型,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

$(...) 语法的行为与您对 POSIX shell 的期望完全相同——括号中命令的评估结果将替换整个表达式。 但是,在 PowerShell 中,$ 在此类表达式中是严格可选的。 而且,最重要的是,结果是 .Net 对象,而不是文本。 因此,我们可以在该对象上调用 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,这种面向对象的方式如何让您的生活更轻松?

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式来做,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 将很乐意通过其制表符完成功能帮助您浏览它。 只需键入 $weather. (确保包括“.”)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,您可以轻松导航到所需的数据

> 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),只需分别通过管道将其传递到 ConvertFrom-JsonConvertFrom-CSV cmdlet,即可在干净整洁的对象中获得数据。

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。 用户可以避免的击键越少越好。 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,脚本就是代码。 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 Faustian 式的权衡。

首先,制表符完成消除了参数名称的键入。 例如,键入 Get-Random -Mi,按 Tab 键,PowerShell 将为您完成参数:Get-Random -Minimum。 但如果您真的想简洁明了,您甚至不需要按 Tab 键。 例如,PowerShell 会理解

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——您可以获得强大的制表符完成、别名和名词完成来保持命令名称简短、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。

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 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回头的路。

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软件工程师,具有开源治理倾向。 偶尔进行开发者外展。 所有观点均为我个人观点。 Brain droppings here.

23 条评论

很棒的文章! 在我的系统管理员生涯中,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 命令只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。 在选择一个工具而不是另一个工具时,存在主观性因素。 对我而言,PowerShell 的优势在于其作为命令 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 中需要更多的键入。 并且制表符完成和统一的命令名称样式将不会存在。

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。 您可能会使用 PowerShell 来自动配置系统上的 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 - 有些 cmdlet 能够正确地进行 try/catch,有些则不能(即:返回一个异常)。
你最好使用像 Python 这样的东西....

我还没有遇到你所描述的不一致性。你能举一些例子吗?

回复 ,作者是 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“墙壁”,并意识到他们做事的方式只能让他们走到这里,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。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,再到办公套件、PDF 阅读器、BASH 脚本和命令行界面等等。 甚至没有真正的理由试图将两者混合在一起。让那些想尝试的人继续,但我对我的 Linux 命令行语法和功能非常满意。抱歉,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。

我是一名 Microsoft 员工(仅代表我个人,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。我也对我的 Linux 设置非常满意。你说得对,微软意识到他们处理开源的方式是错误的。 但说没有真正的理由将两者混合在一起,就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。 能够在多个平台上使用相同的工具对系统管理员来说很有价值。 你说得对,不是每个人都想将 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 ,作者是 guest (未验证)

哦,我完全同意你的看法。很可能 *有* 人想同时运行它们,但对我而言? 我下定决心不再使用 Windows。并且要明白...自 99 年以来我一直在 I. T. 领域工作,并且自 3.1 以来一直在使用 Windows。所以我知道它的来龙去脉。虽然大众可能会陷入一种它是“新的”的感觉,但事实并非如此。它是与 Windows 95 相同的旧 Windows...它是 Windows 98 的前身....它是 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。因此我知道,虽然事物可能被称为不同的名称,并且事物可能会获得新的图标和系统中的新位置,但它仍然是一个严重依赖“ .exe”的系统,它可以被注入各种不良的东西!即使 PowerShell 摆脱了运行 Windows 的大部分代码,它仍然“附加”到它,对我自己来说,这不是我想尝试的东西。此外,我自 2001/'02 年以来一直使用 Linux,并且已经学会了如何在终端中使用 Linux 命令移动,为什么我要“学习” MS 的语法?对于需要它的系统管理员...我说放手去做...但我永远不再需要 Windows...所以我选择消除该平台上的任何东西干扰或影响我的 Linux 服务器和数据库的任何可能性。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 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 运行的某些东西的结果以及它如何移植到 Windows。我只是不需要它,对我而言...整个“Microsoft 爱 Linux”行不通,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。不用了,谢谢...我不需要 Windows。

回复 ,作者是 bcotton

Edward,

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

回复 ,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,才能成功且胜任地完成许多关键的脚本编写任务。

在许多情况下,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 PowerShell 缺乏的信息。

最后,如果 Powershell 如此“伟大”,那么为什么 Microsoft 会将完整的 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 会在其存储库中包含 ZSH?

回复 ,作者是 W. Anderson (未验证)

PowerShell 确实包含“dir” cmdlet(Get-ChildItem 的别名),它的作用相当于“ls”。 最初的 Windows 版本的 PowerShell 实际上也将其别名为“ls”。 我假设删除了该别名,以便不与 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。

不要假设在不立即显而易见的情况下不存在解决方案。

回复 ,作者是 W. Anderson (未验证)

> 由于 PowerShell 是在宽松许可下获得许可的,并且是为所有平台构建的,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。 向我展示一个写得好的错误处理代码在 power shell 中的样子,我就可以考虑一下。 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。 并且可能还有一大堆其他的 shell 倡议,它们 *修复* 了某些东西。 尤其是当我读到大小写不敏感、试图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...这使得静态分析成为不可能,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假设。

Alexander,

这是一个描述 PowerShell 所有异常处理功能的教程。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以相同的方式工作。

我并不是建议您使用 PowerShell 作为 Python 的替代品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,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,并且与 .Net 类型系统进行本机交互。 因此,如果您愿意,可以使用 C#、F# 或任何其他构建符合 .Net Standard 规范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 ,作者是 Aleksandar Kos…

PowerShell 使我可以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)。 我最终可以使用 PowerShell 中的 *单行* 完成此操作。 这之所以成为可能,是因为 recurse 以及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。 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,我将其分解并在博客文章中逐行介绍。

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

这真是一个很好的例子,说明了 PowerShell 可以轻松完成哪些事情!我认为 Get-ChildItem、Select-Object 和 Where-Object 是少数几个别名比全名更直接的 cmdlet。因此,我会分别用 “cd”、“select” 和 “?”(或 “where”)替换它们。

您有没有尝试使用 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:Shane Trent (未验证)

我担任 Windows 管理员已经超过 10 年了。很长一段时间以来,我都抵制使用 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“不可删除”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原生的 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,其中每台计算机都安装了不同的 PowerShell 版本。

使用 Python,事情就容易得多(我可以简单地将 Python 安装放在网络共享上,或者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,而是所需的 .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 安装可以独立/便携(只需将 zip 文件解压到任何位置并运行 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,但令人恼火的是,“get-wmiobject / “get-cimobject” 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)才能工作。但是,至少现在已经清楚哪些框架实际上是 Windows 框架,而不是 PowerShell+WMI+其他东西的臃肿集合。
- 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(即,out-gridview)。为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:PowerShell 6 是 github 上一个维护良好的项目。有非常友好的维护人员,他们热衷于回答问题等等。以前从未见过微软提供如此好的公共/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”,它们对于大多数 Windows 管理任务都非常重要,并且在大多数脚本中使用,仍然取决于是否安装了最新的 Windows Management framework。

PowerShell 真正比 Python 更好的是,它能够利用外部 C 和 .NET 库。使用 .NET 程序集相对容易,而且是原生的。(请记住:PowerShell 是一个 .NET 应用程序,带有一个 .NET JIT 编译器。您的 PowerShell 代码会被动态编译成 .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少像一个 shell,而更像我宁愿称之为 “.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发展,但我对文章的最初前提有一个问题 - (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 ;),您确实在各个平台上具有一致性 (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 版本中不再支持。所谓的“随时/随地都一样”呢?

Bash/she 可能会在各个平台上提供一致性,但它们调用的实用程序有时并非如此。

我并非声称 powershell 从不弃用或修改功能,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,而不是依赖操作系统来提供它。这就是您可以保证一致性的方式。

回复 作者:Erez L. (未验证)

尽管微软可能会投资从其自己的 repo 中提供 .deb 和 .rpm 用于 powershell 安装,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 维护人员对在 debian 主存储库中包含 powershell 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 repo 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。最好信任其他所有在自由软件不确定且主要是一种道德哲学时具有主动性的人,对于他们来说,*人*比 *钱* 更重要。

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