PowerShell 学习笔记 - 1 PS Core 基础

本章主要探讨 PowerShell 核心，主要基于 Linux 平台上的 PowerShell Core 实现，实际上于 Windows PowerShell 平台上进行的实验获得的结果也不会有太大区别：

# 运行容器
C:\Users\chuny>docker run -it --name ps-test-base mcr.microsoft.com/powershell:centos-7
PowerShell 6.1.0
Copyright (c) Microsoft Corporation. All rights reserved.https://aka.ms/pscore6-docs
Type 'help' to get help.PS /> $PSVersionTable.PSVersionMajor  Minor  Patch  PreReleaseLabel BuildLabel
-----  -----  -----  --------------- ----------
6      1      0PS /> $PSVersionTable.OS
Linux 4.9.93-linuxkit-aufs #1 SMP Wed Jun 6 16:55:56 UTC 2018

学习一门 Shell 首先要从记忆他的命令（族）做起，但 UNIX Shell 及其历史演进中的开源化特质，使得 Linux 内 bash 可调用项的命名系统支离破碎，以如下二进制为例：

ls / wc：源于两个简写 list 与 word count
uname：源于系统调用 uname()
date：源于非缩写的英文单词 date

PS /> ls |wc -l
19
PS /> uname
Linux
PS /> date
Sun Sep 16 06:59:33 UTC 2018

三个常用二进制的命名源于三种不同的模式，非 UNIX 专业户单单从这些名字上就可能会产生恐惧感。

Windows 世界内，通过原住民 CMD 调用的原生应用命名也有异曲同工之妙：

C:\Users\chuny>taskmgr.exeC:\Users\chuny>calc.exeC:\Users\chuny>ipconfig.exe

PowerShell 采取了不同的策略，设计了更加简单好记的 cmdlet 命名范式，cmdlet 实际上并不是命令，而是托管于 .Net 平台的实例，关于 cmdlet 是什么的讨论已经远远超出了本系列的初衷，实际一般脚本工作中，形成一段脚本依靠的是粘合原生功能形成的工作流，而不必关心这些原生功能是如何实现的。

cmdlet 深入内容参考：Windows PowerShell Cmdlet Concepts

例如 Linux 中，单单一个管道的底层实现便是千行规模的，更不必说建立在各种库上面的二进制了。

Linux 管道的实现思路：How Linux pipes work under the hood

因此，cmdlet 即平台相关的原生功能的抽象，以如下的一段获取时间的代码片段为例：

PS /> $dateNow = Get-Date
PS /> $dateNowSunday, September 16, 2018 6:55:39 AM
PS /> $dateNow.GetType()IsPublic IsSerial Name                                     BaseType
-------- -------- ----                                     --------
True     True     DateTime                                 System.ValueType
PS /> $dateNow.GetType().Name
DateTime
PS /> $dateNowSunday, September 16, 2018 6:55:39 AM

cmdlet

Get-Date 为一个标准的预置 PowerShell cmdlet，
PowerShell 使用动-名命名范式，即每个 cmdlet 标准名称都由一个标识意图的动词、连字符以及一个标的物名词组成。

预置 PowerShell cmdlet：由于 PowerShell 启动时默认的载入 Microsoft.PowerShell.Utility 模块，因此其中的 cmdlet 是开箱即用的，或者说是预置的。

PowerShell 同时内建了高效的帮助系统供用户自学 cmdlet 等的使用方式，以搜索日期相关的 cmdlet 为例：

PS /> Get-Help -Category cmdlet DateName                              Category  Module                    Synopsis
----                              --------  ------                    --------
Update-Help                       Cmdlet    Microsoft.PowerShell.Core ...
Get-Date                          Cmdlet    Microsoft.PowerShell.U... ...
Set-Date                          Cmdlet    Microsoft.PowerShell.U... ...
Update-FormatData                 Cmdlet    Microsoft.PowerShell.U... ...
Update-TypeData                   Cmdlet    Microsoft.PowerShell.U... ...

Get-Help 即为 PowerShell 体系中的标准帮助函数，类似于 UNIX 世界中的 man，Get-Help -Category cmdlet Date 代表在 cmdlet 这一种类中搜索 Date 这一字符串相关的项目，Get-help 可通过查看自身获得基本帮助，即 Get-Help Get-Help。

同时，PowerShell 也提供了一个 cmdlet 以供精确的命令搜索：

PS /> Get-Command -Noun DateCommandType     Name                                               Version    Source
-----------     ----                                               -------    ------
Cmdlet          Get-Date                                           6.1.0.0    Microsoft.PowerShell.Utility
Cmdlet          Set-Date                                           6.1.0.0    Microsoft.PowerShell.Utility

此次对 Date 的搜索精确到了获取标的物名词可用的命令种类，获取到了 Date 的 getter 与 setter。

同时，PowerShell 对于 cmdlet 也是大小写不敏感的，例如：

PS /> Get-DaTeSunday, September 16, 2018 7:51:50 AM
PS /> get-dateSunday, September 16, 2018 7:51:52 AM

但作为更好的工程实践，建议严格遵守 cmdlet 原始写法，实际上交互式 Shell 中只需在输入 cmdlet 后利用 Tab 补全即可获得原始写法。

PowerShell 也提供别名系统用以简化命令输入，但建议只在交互式 Shell 中使用，例如下行中的 gal 又是什么呢：

PS /> (gal).Name.Length
110# 实际上 gal 即 Get-Alias 的别名，直接运行 gal 可以获得现已加载的模块中存在的别名列表
PS /> (Get-Alias gal).Definition
Get-Alias

如果生产环境脚本中大量出现这样的别名势必大大影响可读性。

变量

$dateNow = Get-Date 中的 $dateNow 声明一个名为 dateNow 的变量，变量亦可以在建立时不指定值：

PS /> $newVar
PS /> $newVar
# 无输出

变量名可以包含下划线字符，也可以是任何字母数字字符。变量在使用时，始终使用$ 字符加变量名称指定变量。

$dateNow = Get-Date 将等式右方计算返回的对象赋予左方，注意此时左方为一个确定的实例，两者具备同样的类型，以如下的片段为例，两者类型相同，然而值不一样，$dateNow 已经是最近一次赋值时绑定的对象，Get-Date 将使用默认值初始化并返回一个匿名对象：

PS /> $dateNow.GetTypeCode()
DateTime
PS /> (Get-Date).GetTypeCode()
DateTime# $dateNow 是一个实例
PS /> $dateNow.GetType.IsInstance
True# 两个匿名对象的 Hash 值不同
PS /> (Get-Date).GetHashCode()
433633629
PS /> (Get-Date).GetHashCode()
431809023

对象操作

PowerShell 中的变量存储对象，因此其中对变量的操作将遵循面向对象的方式进行。

Get-Member cmdlet 用于获取变量（对象）中的成员，例如对于 $dateNow 其具备属性 Year 与成员方法 ToType：

PS /> $dateNow | Get-Member -Name YearTypeName: System.DateTimeName MemberType Definition
---- ---------- ----------
Year Property   int Year {get;}PS /> $dateNow | Get-Member -Name ToTypeTypeName: System.DateTimeName   MemberType Definition
----   ---------- ----------
ToType Method     System.Object IConvertible.ToType(type conversionType, System.IFormatProvider provider)

因此，对于对象成员的调用也通过 . 运算符实现：

# 方法调用
PS /> $dateNow.ToString()
9/16/18 7:23:57 AM# 成员调用（即调用该成员的 getter 方法，如不存在直接返回值）
PS /> $dateNow.Year
2018# 成员更新（即调用该成员的 setter 方法，如不存在直接写值，此处该属性已经被声明为只读属性，所以无法更改）
PS /> $dateNow.Year = -2
'Year' is a ReadOnly property.
At line:1 char:1
+ $dateNow.Year = -2
+ ~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+ CategoryInfo          : InvalidOperation: (:) [], RuntimeException
+ FullyQualifiedErrorId : PropertyAssignmentException

对于 PowerShell 工作流的形成也将围绕对象与管道展开，以一段获取并格式化生成列表的 AJAX 请求为例：

根据快递 100 提供的开放查询 API，可以查询到某快递公司某单号的具体递送信息，如下为例：

# 定义变量
$baseUrl = "www.kuaidi100.com/query"
$scheme = "http"
$company = "yuantong"
$postId = "11111111111"# 发送请求
$ret = Invoke-RestMethod -Uri ($scheme + "://" + $baseUrl + "?type=" + $company + "&postid=" + $postId)# Get-Member 检查该返回对象中的成员
PS /> $ret | Get-MemberTypeName: System.Management.Automation.PSCustomObjectName        MemberType   Definition
----        ----------   ----------
Equals      Method       bool Equals(System.Object obj)
GetHashCode Method       int GetHashCode()
GetType     Method       type GetType()
ToString    Method       string ToString()
com         NoteProperty string com=yuantong
condition   NoteProperty string condition=00
data        NoteProperty Object[] data=System.Object[]
ischeck     NoteProperty string ischeck=0
message     NoteProperty string message=ok
nu          NoteProperty string nu=11111111111
state       NoteProperty string state=0
status      NoteProperty string status=200# $ret 的返回值为 200 SUCCESS
PS /> $ret.status
200# 通过管道连接，便可输出只包含固定字段的记录中的某些项（例如前五项）
PS /> $ret.data | Format-Table -Property Time, Context | select -First 5time                                                        context
----                                                        -------
2018-09-14 10:20:06                                         贾岗社区28号楼1单元101室妈妈驿站已发出自提短信,请上门自提,联系电话0371-60997919
2018-09-14 10:19:06                                         快件已到达贾岗社区28号楼1单元101室妈妈驿站,联系电话0371-60997919
2018-08-23 09:58:40                                         华伟家园东门头房快递服务中心妈妈驿站已发出自提短信,请上门自 提,联系电话17662528999