Power(Shell) 走向大众

少打字,编写更清晰的脚本,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 提供

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 年首次发布 Windows 版本开始,PowerShell 的创建者就试图结合 Unix shell 的强大功能和灵活性,同时弥补其认为的缺陷,特别是需要文本操作才能从组合命令中获得价值。

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)上本地运行。 有些人(读作:几乎所有人)可能仍然嘲笑这个 Windows 出生的入侵者大胆和/或冒失地将自己提供给自古以来就拥有强大 shell 环境的平台(至少由千禧一代定义)。 在这篇文章中,我希望证明 PowerShell 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(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,它们将使用与您测试脚本的环境相同的 shell,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 多年的人可能不会为此陈述所困扰,但有更好的方法。

让我们用 PowerShell 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

$(...) 语法的行为与您对 POSIX shell 的期望完全一样——括号中命令的评估结果被替换为整个表达式。 但是,在 PowerShell 中,$ 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),并调用 FullName 属性以获取类型的完整名称。

那么,这种面向对象性如何让您的生活更轻松呢?

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),您将看到它是一个 PSCustomObject。 这是一个动态对象,反映了 JSON 的结构。

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

因此,您可以轻松地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 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 中,您就可以在漂亮的干净对象中获得您的数据。

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。 用户可以使用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 包括多种机制来消除那种浮士德式的权衡。

首先,Tab 键补全消除了键入参数名称的需要。 例如,键入 Get-Random -Mi,按 Tab 键,PowerShell 将为您补全参数:Get-Random -Minimum。 但如果您真的想简洁,您甚至不需要按 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。

您可能已经注意到所有 PowerShell cmdlet 名称都具有动词-名词结构。 这可以帮助脚本的可读性,但您可能不想在命令行中一直重复键入 Get-。 所以不要! 如果您键入不带动词的名词,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,如果您键入 alias -name cd,您将发现 PowerShell 中的 cd 命令本身是 Set-Location 命令的别名。

所以回顾一下——您获得了强大的 Tab 键补全、别名和名词补全,以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。 偶尔的开发者外联者。 所有观点均为我个人观点。 脑内碎片在此。

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势)。 但是,由于大多数 *nix 命令仅或主要对文本字符串进行操作,因此使用 PowerShell 而不是 Python、Ruby 等有什么优势?

好问题。 在首选一种工具而不是另一种工具方面存在一定的主观性。 对我而言,PowerShell 的优势在于它作为命令 shell 和脚本语言的特定、有意的二元性。 例如,用 Ruby 删除一个文件比在 PowerShell 中需要更多的键入。 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 而不是编程语言很有帮助。 您不会使用 PowerShell 来编写 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 不一致——一些 cmdlet 尝试/捕获正确,而一些则不正确(即:返回一个异常)。
你最好使用像 Python 这样的东西 ....

我没有遇到你描述的不一致。 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,而且仍然礼貌。

厌倦了微软和 Windows 试图“模仿”开源的方式!...哈哈! 似乎他们终于撞到了“墙”,并开始意识到他们做事的方式只会带他们走那么远,现在他们想成为开源的“全新创新者”? 不,他们有机会和 Unix 和 Linux 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 Office 套件、PDF 阅读器、BASH 脚本和命令行界面等。 甚至没有真正的理由试图将两者混合在一起。 让那些想尝试这种方法的人继续前进,但我对我的 Linux 命令行语法和功能非常满意。 抱歉,但并非所有人都希望将 Windows 与他们喜欢的操作系统“混合”在一起。

我是一名微软员工(仅代表个人观点,不代表公司立场),我已经超过十年没有在自己的电脑上运行 Windows 系统了。我对我的 Linux 设置非常满意。您说得对,微软已经意识到它在开源方面的方法是错误的。但说混合使用这两种系统没有实际意义,完全忽略了很多人确实在运行混合环境(无论是出于选择还是雇主要求)。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。您说得对,不是每个人都想将 Windows 与他们喜欢的操作系统混合使用。但显然有些人确实想这样做。

回复 ,作者:访客(未验证)

我完全同意你的观点。很可能*有*人想同时运行它们,但对我来说呢?我决定不再使用 Windows。请理解...我自 99 年以来一直在 I. T. 领域工作,并且自 3.1 版本以来一直在使用 Windows。所以我了解它的来龙去脉。虽然大众可能被“新”的感觉所迷惑,但事实并非如此。它和 Windows 95 一样,而 Windows 95 是 Windows 98 的前身...Windows 98 是 Windows NT 4.0 的前身,NT 4.0 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,即使东西可能被赋予了不同的名称,并且东西可能获得了新的图标和系统中的新位置,它仍然是一个严重依赖“.exe”的系统,而“.exe”可以感染各种各样的有害东西!即使 PowerShell 免受 Windows 运行的大部分代码的影响,它仍然“依附”于它,对我自己而言,这不是我想要尝试的东西。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,我为什么要“学习”MS 的语法?对于需要它的系统管理员来说...我说去试试吧...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“微软热爱 Linux”的概念不成立,我知道关于专利的诉讼案件可能在未来十年或更长时间内仍在进行中...所以不。不用了...我不需要 Windows。

回复 ,作者:bcotton

Edward,

PowerShell 6 构建在 .Net Core 之上,这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 ,作者:Edward G OConnor(未验证)

虽然我不是程序员,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 匹敌。以简单的 ls 命令为例,它有至少 8 - 10 个参数用于查看/列出信息,而 Powershell 缺少这些参数。

最后,如果 Powershell 如此“出色”,那么为什么微软会将完整的 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?

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

回复 ,作者:W. Anderson(未验证)

PowerShell 确实包含 “dir” cmdlet(Get-ChildItem 的别名),它用于实现 “ls” 的目的。 最初的 Windows 版本 PowerShell 实际上也将其别名为 “ls”。 我假设该别名被删除是为了不与 Posix 平台上的原生 “ls” 命令冲突。

您可以在此处阅读有关 Get-ChildItem (aka “dir”) 如何处理文件的信息: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 (aka “where”, aka “?”) cmdlet 查询其属性。

不要假设一个解决方案不存在,即使它不是显而易见的。

回复 ,作者:W. Anderson(未验证)

> 因为 PowerShell 采用许可性许可证并为所有平台构建,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,而不是易用性。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,我就可以考虑它。否则没有理由切换到另一个混合的东西,它假设开源意味着每个人都应该切换到它。

顺便说一句,还有一个 python shell。 可能还有一大堆其他 *修复* 问题的 shell 倡议。 特别是当我读到大小写不敏感、尝试将命令与某些前缀匹配、猜测部分命令参数和其他 *有帮助的* 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,这些部分参数匹配肯定不是面向未来的,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。 即使您选择使用实际的编程语言编写实现逻辑,也可以使用 PowerShell 而不是 Posix shell 编写包装脚本,通过我在帖子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,您可以选择使用 C#、F# 或任何其他构建 .Net Standard 兼容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:Aleksandar Kos…

PowerShell 使我可以轻松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*代码来完成此操作。 这是因为递归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,我会在一篇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 powershell 可以轻松地完成什么! 我认为 Get-ChildItem、Select-Object 和 Where-Object 是别名比全名更直接的少数几个 cmdlet 之一。 因此,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 ,作者:Shane Trent(未验证)

我已经做了 10 多年的 Windows 管理员。很长一段时间以来,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 Windows 附带的某些框架)透明地链接在一起。 Powershell 曾经是 Windows 的一个“不可移除的”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,我确信我的脚本将无法在普通的 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)。 此更新是可选更新 - 通常在大型组织中的 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的 Powershell 版本。

使用 Python,事情变得容易得多(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 已经与其或其 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“分离”出来,并成为跨平台开源
- 这使得 Powershell 安装是独立的/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一些外部框架。 对于 Windows 管理员来说,最重要的是 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,现在至少已经清楚哪些框架实际上是 Windows 框架,而不是 Powershell+WMI+其他东西的膨胀物。
- 由于 Powershell 6 使用仅限 Windows 的框架(即 out-gridview),因此一些有用的东西已经从 Powershell 6 中消失了。 为了跨平台一致性而牺牲(没有仅限 Windows 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。维护者非常友好,乐于回答问题等等。以前从未见过微软提供如此优秀的公共/免费支持。

总而言之,这解决了我在 Powershell 方面的大部分痛点。最大的痛点仍然是 "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。

在利用外部 C 和 .NET 库方面,Powershell 确实比 Python 更好。使用 .NET 程序集相对容易,而且是原生的。(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 "classic" 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 自版本 5 / 5.1 以来的发展方向。它比以往任何时候都更像 ".NET 脚本",而不是一个 shell。
- 首先,Powershell 语言现在支持类/OOP(面向对象编程)。
- 其次,Powershell 现在能够运行和执行 "C#" 代码(无需将其编译为 .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疑问 -- (1) 如果你使用特定的 shell(例如,BASH,或者如果你够勇敢,就用 SH ;),你可以在不同平台上保持一致性 (2) 另一方面,阅读文章中引用的其中一个参考文献,它接着宣布某些功能在 4.0 版本中不再支持。这算什么 "随时随地相同"?

Bash/sh 可以在不同平台上保持一致性,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,也不是说所有语法在不同版本中都相同。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自己的自动化环境,而不是依赖操作系统来提供。这就是您如何保证一致性的方法。

回复 ,作者:Erez L. (未验证)

尽管微软可能会投入资金,从自己的存储库中为 powershell 安装提供 .deb 和 .rpm 包,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:(非常重要)
请看 debian 维护人员对将 powershell 包含在 debian main 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,它将无法确保/证明最终用户,powershell 编译的所有必要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。

恕我直言,信任微软无疑是在打历史的脸。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,就拥有主动性的人,他们认为 *人* 比 *钱* 更重要。

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