Power(Shell) 还权于民

减少输入,编写更简洁的脚本,跨平台一致运行,以及其他让 Linux 和 OS X 用户爱上 PowerShell 的理由。
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One lightbulb lit out of several

Opensource.com

今年早些时候,PowerShell Core 正式发布,并采用开源 (MIT) 许可证。 PowerShell 并非新技术。 自 2006 年首次发布 Windows 版本以来,PowerShell 的创建者 致力于整合 Unix shell 的强大和灵活性,同时弥补他们认为的不足,特别是需要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的操作系统上本地运行,包括 OS X 和 Linux。 一些人(读作:几乎所有人)可能仍然会嘲笑这个 Windows 出生的闯入者,竟敢向自古以来(至少由千禧一代定义)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 是在宽松许可证下获得许可的,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。 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命令实现,在相同的 shell 上运行。

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。 那些已经与 sed grepawk 一起生活多年的人可能不会被这种说法困扰,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字符串文本。 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

$(...) 语法的行为与 POSIX shell 中的预期完全一样——括号中命令的评估结果将替换整个表达式。 但是,在 PowerShell 中,$ 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,我们可以在该对象上调用 GetType() 方法来获取其类型对象(类似于 Java 中的 Class 对象),以及 FullName 属性来获取类型的完整名称。

那么,这种面向对象的方式如何使您的生活更轻松?

首先,您可以将任何对象管道传输到 Get-Member cmdlet,以查看它必须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,我们可以用老办法,只需运行 curl $url 就能得到一大块 JSON,或者...

$weather=(Invoke-RestMethod $url) 

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

PowerShell 会很乐意通过它的制表符补全来帮助您浏览它。 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 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,即可获得干净整洁的数据对象。

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。 用户可以减少击键次数越好。 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 实用程序常常让我们失望。 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而非可读性方面存在错误。

PowerShell 包括多种机制来消除这种浮士德式的权衡。

首先,制表符补全消除了参数名称的输入。 例如,键入 Get-Random -Mi,按 Tab,PowerShell 将为您完成参数:Get-Random -Minimum。 但是,如果您真的想简洁,您甚至不需要按 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,但最好在打算使用 PowerShell 命令时将名词的第一个字母大写。 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。

因此,回顾一下——您可以获得强大的制表符补全、别名和名词补全来缩短命令名称、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,如果您真的感到怀旧,PowerShell 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 cmdlet 世界,您可能会发现自己选择忘记回去的路。

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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。 所有意见都是我自己的。 脑内碎碎念。

23 条评论

很棒的文章! 在我的系统管理员工作中,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。 在选择一种工具而不是另一种工具方面存在主观性。 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。 并且制表符补全和统一的命令名称风格也不会存在。

我发现将 PowerShell 视为一种自动化 DSL 而不是一种编程语言很有帮助。 您不会使用 PowerShell 来编写 Web 应用程序。 您可以使用 PowerShell 自动化在您的系统上配置 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 作者 bcotton

这太荒谬了。 Powershell 是不一致的——一些 cmdlet 正确地进行 try/catch,而另一些则不(即:返回一个异常)。
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。 您能举一些例子吗?

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。

厌倦了微软和 Windows 试图“模仿”开源的方式!……哈哈! 似乎他们最终撞到了“墙”,并意识到他们做事的方式只会让他们走这么远,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,但他们失败了。 因此,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。 甚至没有真正的理由试图将两者混合起来。 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。 对不起,但并非每个人都想将 Windows 与他们首选的操作系统“混合”在一起。

我是一名微软员工(仅代表个人观点,不代表公司),我已经十多年没在我自己的机器上运行Windows了。我对我的Linux设置非常满意。你说得对,微软意识到它对开源的策略是错误的。但是说没有真正的理由将两者混合使用,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)。能够跨多个平台使用相同的工具对系统管理员来说很有价值。你说得对,不是每个人都希望将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:guest (未验证)

哦,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?我下定决心不再使用Windows。请理解……我从99年就开始在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,但它其实不然。它仍然是和Windows 95一样的老Windows……Windows 95是Windows 98的前身……Windows 98是Windows NT 4.0的前身,而Windows NT 4.0又演变成Windows 2000……然后是2003……2007……Vista……XP……Win7……Win8……以及最近的Win10。所以我知道,虽然东西可能被赋予不同的名称,并且东西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”可能会被各种有害的东西所感染!即使PowerShell不受运行Windows的大部分代码的影响,它仍然“附着”在Windows上,对我而言,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”MS的语法呢?对于需要它的系统管理员……我说,去吧……但我再也不需要Windows了……所以我选择消除任何来自该平台的东西干扰或影响我的Linux服务器和数据库的可能性。但我确实明白你的意思,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运行某些东西并如何移植到Windows的结果。我只是不需要它,对我来说……整个“微软热爱Linux”的说法并不成立,我知道仍然存在关于专利的诉讼案件可能会持续到未来十年或更长时间……所以不。不了,谢谢……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本地构建的新的.Net模块化运行时。没有exe。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,但我不得不学习Shell脚本,以达到成功和胜任地完成许多关键脚本任务的水平。

在很多情况下,PowerShell的功能根本无法与BASH匹敌。例如,简单的ls命令至少有8-10个参数,用于查看/列出PowerShell缺少的信息。

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:W. Anderson (未验证)

PowerShell确实包含“dir” cmdlet(Get-ChildItem的别名),它起着“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,因为您得到的是.Net对象,您可以使用Where-Object(又名“where”,又名“?”)cmdlet查询其属性。

不要假设解决方案不存在,因为它不是立即显而易见的。

回复 ,作者:W. Anderson (未验证)

> 因为PowerShell是在许可性许可下许可的,并且是为所有平台构建的,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。向我展示一个用power shell编写的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种假设开源意味着每个人都应该切换到它的混合东西。

顺便说一句,还有一个python shell。而且可能还有一大堆其他*修复*问题的shell倡议。特别是当我读到不区分大小写、尝试将命令与某些前缀匹配、猜测部分命令参数和其他*有帮助*的功能时……这使得静态分析不可能,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,介绍了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的替代品。我建议您在使用PowerShell的地方,您以前可能会选择编写bash shell脚本。即使您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 ,作者: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”(这样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)。我最终可以使用PowerShell中的一行代码完成此操作。这归功于递归以及管道和过滤返回对象的能力。这是一台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。我在一行代码版本中硬编码了路径。一个较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}

如果你想了解更多关于每个对象的作用,我会在一篇博客文章中分解并逐步介绍每一行。

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例子!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。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:Shane Trent (未验证)

我从事Windows管理工作超过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)之间存在不透明的链接。 Powershell 曾经是 Windows 中“不可删除”的一部分。 每个 Windows 都附带不同的 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,我很确定我的脚本无法在纯净的 Windows 7 上运行)。 更新 Powershell 意味着您必须安装 Windows 更新(这与常规 MSI 安装程序的行为不同 - 在许多计算机上部署它在很多方面更困难 - 即,它需要重新启动等)。 此更新是可选更新 - 通常在大型组织的 WSUS 服务器上从自动批准中排除。 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 已经与其运行所需的各种框架分离
- 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 本身已经从 Windows 中“解绑”出来,并成为跨平台的开源项目
- 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,只有在本地 Windows 系统上安装了 Windows Management Framework 5+(也提供 Powershell 5.1)时,“get-wmiobject / "get-cimobject" 才能工作。 然而,现在至少可以清楚地看到哪些框架实际上是 Windows 框架,而不是 Powershell+WMI+其他东西膨胀的一部分。
- 由于 Powershell 6 使用仅限 Windows 的框架,因此一些有用的东西已经从 Powershell 6 中消失(例如 out-gridview)。 为跨平台一致性而牺牲(没有仅限 Windows 的 cmdlet)。
- 通过开源实现透明化:Powershell 6 是 github 上的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。 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。 剩下最大的痛点是“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,而且是原生支持的。(请记住:Powershell 是一个 .NET 应用程序,带有 .NET JIT 编译器。您的 Powershell 代码会即时编译成 .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。

也很高兴看到 Powershell 自版本 5 / 5.1 以来所朝着的方向发展。 它比以往任何时候都更少的是一个 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 .NET JIT 编译器)

在使用 *nix shell 多年之后,我现在正在学习 PowerShell。 尽管新的开源方法正在推动它的发展,但我对本文的最初前提存在问题——(1)如果您使用特定的 shell(例如,BASH,或者如果您很勇敢,可以使用 SH ;)),那么您确实在各个平台上保持了一致性(2)另一方面,阅读本文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。 “随时随地都一样”呢?

Bash/she 可能会在各个平台上保持一致性,但它们调用的实用程序有时不会。

我并没有断言 powershell 从不弃用或修改功能,或者所有语法在各个版本中都是相同的。 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。 这就是您如何保证一致性的方法。

回复 作者 Erez L. (未验证)

然而,微软可能会投资于从其自己的存储库中为 powershell 安装提供 .deb 和 .rpm,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:(非常重要)
查看 debian 维护者对在 debian 主要存储库中包含 powershell 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且包含在主要存储库中之前,它将不会确保/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,并且在最后一个构建链中没有任何专利。

恕我直言,信任微软是在历史的脸上打了一拳。 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。 最好相信其他所有人在自由软件不确定且主要是一种道德哲学时就采取了主动行动,对他们来说,*人*比 *金钱* 更重要。

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