为人民服务(PowerShell)

少打字,编写更简洁的脚本,跨平台一致运行,以及 Linux 和 OS X 用户会爱上 PowerShell 的其他原因。
444 位读者喜欢这篇文章。
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 年首次发布 Windows 版本以来,PowerShell 的创建者就致力于融入 Unix shell 的强大功能和灵活性,同时弥补他们认为的不足,特别是需要进行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)上本地运行。有些人(读作:几乎所有人)可能仍然对这个 Windows 出生的入侵者大胆地向自古以来(至少是千禧一代定义的)就拥有强大 shell 环境的平台提供自身感到嘲笑和/或鲁莽。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,它们将在同一 shell 上运行,使用与您测试脚本的环境相同的命令实现。

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 多年的人可能不会被这个陈述困扰,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() 方法以获取其类型对象(类似于 Java 中的 Class 对象),并使用 FullName 属性 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,我们可以用老方法,只运行 curl $url 来获得一个巨大的 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),您会看到它是一个 PSCustomObject。它是一个动态对象,反映了 JSON 的结构。

PowerShell 会很高兴帮助您通过其制表符完成功能浏览它。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),只需将其管道传输到 ConvertFrom-JsonConvertFrom-CSV cmdlet 中,您就可以获得干净的对象数据。

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视的一个问题是,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。用户可以摆脱的按键次数越少越好。用户键入的内容是否对另一个人来说难以辨认并不重要。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),但命令名称本身却偏向于简洁而不是可读性。

PowerShell 包括几种消除这种浮士德式权衡的机制。

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,PowerShell 将为您完成参数:Get-Random -Minimum。但如果您真的想简洁,您甚至不需要按 Tab。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,但最好在打算使用 PowerShell 命令时大写名词的第一个字母。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。

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、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,如果您真的感到想家,PowerShell 会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。偶尔的开发者推广者。所有意见都是我自己的。脑力劳动在这里。

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,那么很多时候编写脚本会容易得多(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时,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 中需要更多输入。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 来编写 Web 应用程序。您可能会使用 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 是不一致的 - 一些 cmdlet 正确地进行 try/catch,而另一些则没有(即:返回异常)。
您最好使用像 Python 这样的东西....

我没有遇到您描述的不一致情况。你能举一些例子吗?

回复 作者 joeb (未验证)

不用了,谢谢。我不知道还能说些什么,而且仍然保持礼貌。

受够了微软和 Windows 试图“模仿”开源的方式了!...哈哈! 看来他们终于撞到了“南墙”,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,他们本有机会好好对待 Unix 和 Linux,但错过了。 到了我们开源世界里应有尽有,从媒体播放器到网络浏览器,到办公套件、PDF 阅读器、BASH 脚本和命令行界面等。 甚至根本没有理由尝试将两者混合在一起。 让那些想尝试的人去做吧,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“融合”。

我是一名微软员工(仅代表我个人发言,不代表公司),我已经超过十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。 您说微软意识到其开源方法是错误的,这是对的。 但要说根本没有理由将两者混合,那就完全忽略了许多人确实运行混合环境这一事实(无论是出于选择还是雇主的要求)。 能够在多个平台上使用相同的工具对系统管理员来说非常有价值。 您说不是每个人都想将 Windows 与他们首选的操作系统融合,这是对的。 但显然有些人想这样做。

回复 by guest (未验证)

哦,我完全同意你的观点。 很可能确实有人想同时运行它们,但对我来说? 我下定决心不再使用 Windows。 请理解……我从 99 年就开始在信息技术领域工作,并且从 3.1 开始就一直在使用 Windows,所以我知道它的来龙去脉。 虽然大众可能会被它“新”的感觉所迷惑,但它不是。 它与 Windows 95 完全相同......Windows 95 是 Windows 98 的前身......Windows 98 是 Windows NT 4.0 的前身,后者又演变为 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,其中可能潜藏着各种各样的不良因素! 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,这不是我想尝试的。 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? 对于需要它的系统管理员……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,我知道仍有关于专利的诉讼案件可能会持续到未来十年或更长时间……所以不,谢谢……我不需要 Windows。

回复 by 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,专为每个目标平台构建。 没有 exe 文件。 没有模拟器。 没有 Windows。

回复 by Edward G OConnor (未验证)

虽然不是程序员,但我不得不学习 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 匹敌。 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“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?

没有一个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 by W. Anderson (未验证)

PowerShell 确实包含“dir” cmdlet(Get-ChildItem 的别名),它起到“ls”的作用。 原始 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”)如何与文件一起工作: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。

不要假设一个解决方案不存在,只是它没有立即显现出来。

回复 by W. Anderson (未验证)

> 因为 PowerShell 是在宽松许可下获得许可的,并且专为所有平台构建,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。 向我展示一个写得很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,还有 python shell。 并且可能有一大堆其他的 shell 倡议来 *修复* 事情。 特别是当我读到不区分大小写、试图将命令与某些前缀匹配、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,那些部分参数匹配肯定不是面向未来的,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,但是所有的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 来代替 Python 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,也可以通过我在文章中描述的功能提供更流畅的用户体验。

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,可以使用 C#、F# 或任何其他构建符合 .Net Standard 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,以便轻松进行后续操作。

回复 by 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”(这样我可以通过日期查看我的项目文件夹,以了解我多久前处理过每个项目)。 我最终能够使用 PowerShell 中的一行代码来做到这一点。 这是由于 recurse 以及管道和过滤返回对象的能力。 这是一个 Windows PC,所以不确定是否还有其他方法可以在其他系统上做同样的事情。

该脚本深入每个文件夹,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作用的更多详细信息,我会在博客文章中分解它并逐步介绍每一行。

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

这是一个很好的例子,说明了 powershell 可以轻松做什么! 我认为 Get-ChildItem、Select-Object 和 Where-Object 是少数别名比全名更简单的 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)

我是一名 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 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,我非常肯定我的脚本无法在纯 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 - 在许多方面更难部署在大量计算机上 - 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,而是将所需的 .NET core 运行时与 Powershell 捆绑在一起
- .NET core 本身也已从 Windows 中“解绑”,并成为跨平台的开源软件
- 这使得 Powershell 安装是独立的/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,“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。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+其他东西的臃肿集合。
- Powershell 6 移除了一些有用的东西,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)。
- 通过开源实现的透明性:Powershell 6 是 github 上一个维护良好的项目。拥有非常友好的维护者,他们热衷于回答问题等等。以前从未见过来自微软如此优秀的公共/免费支持。

总的来说,这解决了我在使用 Powershell 时的大部分痛点。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,仍然依赖于安装最新的 Windows Management framework。

Powershell 真正比 Python 好的地方在于它利用外部 C 和 .NET 库的能力。使用 .NET 程序集相对容易,而且是原生支持。(记住:Powershell 是一个 .NET 应用程序,带有一个 .NET JIT 编译器。您的 Powershell 代码会即时编译成 .NET 字节码)。调用“经典”的 Win32 API(C 库)稍微复杂一些,但仍然比在 Python 中为 ctype 创建结构容易得多。

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,而更像是我想称之为“.NET 脚本”的东西。
- 首先,Powershell 语言现在能够使用类 / OOP。
- 然后,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,或者如果你够勇敢就用 SH;),你确实可以在跨平台之间保持一致性 (2) 另一方面,阅读文章中引用的其中一个参考文献,它继续宣布某些功能在 4.0 版本中不再支持。 “随时/随地都一样”呢?

Bash/she 可能会在跨平台之间保持一致性,但它们调用的实用程序有时并不能。

我并没有断言 powershell 永远不会弃用或修改功能,或者所有语法在不同版本之间都是相同的。但是,你可以通过简单地将正确版本的 Powershell(6.0 或更高版本)与你的脚本捆绑在一起,来确保在你的执行中获得相同的功能和语法。换句话说,你的应用程序可以拥有自己的自动化环境,而不是依赖操作系统来提供它。这就是你可以保证一致性的方法。

回复 ,作者是 Erez L. (未验证)

尽管微软可能会投资从自己的 repo 中提供 .deb 和 .rpm 用于 powershell 安装,但只有当它可从 DEBIAN/REDHAT/CENTOS 的标准/主存储库中获得时,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 维护者对将 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包含在主存储库中之前,它不会确保/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,并且没有任何专利,直到最后的构建链。

恕我直言,信任微软是对历史的直接打击。这家公司现在“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行动的人,对于他们来说,*人* 比 *钱* 更重要。

Creative Commons License本作品已根据 Creative Commons Attribution-Share Alike 4.0 International License 许可。
© . All rights reserved.