Windows PowerShell 学习笔记其一（特性介绍）

发表于 | 分类于 | | 阅读次数:
字数统计: 16k | 阅读时长 ≈ 0:16

PowerShell 是一个跨平台的自动化和配置工具（框架），在处理结构化数据（如 JSON、CSV、XML 等）、REST API 和对象模型方面做了大量针对性的优化。
它是一个基于任务的命令行终端，同时也是一个构建在 .NET 上的脚本语言。对于自动化系统管理任务有极大的帮助。

其基本特性如下：

  • PowerShell 可以与基础的 Windows 命令和应用完美整合
  • 引入了一种新的命令形式（cmdlets），使用 Verb-Noun 形式的语法，对比普通命令有更高的灵活度
  • PowerShell 能够“理解”对象，可以直接处理结构化的数据对象，区别于普通 Shell 的“纯文本”
  • 可以同多种技术直接整合使用。如 .NET、COM、WMI、XML 和活动目录等
  • 简单化 data store 的管理（使用和管理文件同样的技术）
结构化命令（Cmdlets）

PowerShell 引入了一种名为 Cmdlets 的新型命令。所有的 cmdlets 命令都以 Verb-Noun 的形式命名，如 Get-Process、Get-Content、Stop-Process 等。

1
2
3
4
5
6
7
8
9
PS C:\Users\starky> Get-Process -Name chrome

Handles  NPM(K)    PM(K)      WS(K) VM(M)   CPU(s)     Id ProcessName
-------  ------    -----      ----- -----   ------     -- -----------
    285      36    80040      93808   620   104.61   1384 chrome
    201      16     9000       7296   121     0.05   3572 chrome
   1061      73    57324      99924   550   145.21   4052 chrome
    221      17     8864       7952   131     0.08   5832 chrome
    260      30   209528     154748   534   118.55   6408 chrome

在交互式的命令行环境下，可以使用 <TAB> 键自动补全命令和参数。
如上述命令也可以这样输入：
Get-Pr<TAB> -N<TAB> c<TAB>

大部分 Verb-Noun 形式的命令手动输入时仍显得有些长，所以 PowerShell 为所有常用的命令提供了简短的别名。
如 Get-Process 的别名即为 gps 。

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
PS C:\Users\starky> gps -n explorer

Handles  NPM(K)    PM(K)      WS(K) VM(M)   CPU(s)     Id ProcessName
-------  ------    -----      ----- -----   ------     -- -----------
    841      56    36280      35632   279     6.36   2552 explorer


PS C:\Users\starky> Get-Alias

CommandType     Name                                               ModuleName
-----------     ----                                               ----------
Alias           % -> ForEach-Object
Alias           ? -> Where-Object
Alias           ac -> Add-Content
Alias           asnp -> Add-PSSnapin
Alias           cat -> Get-Content
Alias           cd -> Set-Location
Alias           chdir -> Set-Location
Alias           clc -> Clear-Content
Alias           clear -> Clear-Host
Alias           clhy -> Clear-History
Alias           cli -> Clear-Item
Alias           clp -> Clear-ItemProperty
Alias           cls -> Clear-Host
Alias           clv -> Clear-Variable
Alias           cnsn -> Connect-PSSession
Alias           compare -> Compare-Object
Alias           copy -> Copy-Item
Alias           cp -> Copy-Item
Alias           cpi -> Copy-Item
Alias           cpp -> Copy-ItemProperty
Alias           curl -> Invoke-WebRequest
...

上述命令中，gps 即 Get-Process 命令的别名，-n 选项等同于 -Name。实际上 -n 选项此处也可以省略（默认即根据名称筛选进程）。

对象的深度整合

PowerShell 可以直接处理复杂的结构化数据和功能完整的对象。如以下命令用于创建一个简单的字符串：

1
2
PS C:\Users\starky> "Hello World"
Hello World

事实上刚刚创建的 “Hello World” 字符串是一个具有完整功能的对象（来源于 .NET 框架），可以通过 . 符号访问其属性：

1
2
PS C:\Users\starky> "Hello World".Length
11

所有的 PowerShell 命令都会将其输出内容作为对象，同时该对象可以被赋值给任意一个变量。如 Get-Process cmdlet 会生成一个 System.Diagnostics.Process 对象。

1
2
3
4
5
PS C:\Users\starky> notepad
PS C:\Users\starky> $process = Get-Process notepad
PS C:\Users\starky> $process.kill()
PS C:\Users\starky> Get-Process notepad
Get-Process : 找不到名为“notepad”的进程。请验证该进程名称，然后再次调用 cmdlet。

管理员作为“第一等级”用户

PowerShell 始终将管理员执行的任务作为关注的焦点，比如在终端中可以直接完成此种类型的计算：

1
2
PS C:\Users\starky> 40GB / 650MB
63.0153846153846

借助于 .NET 框架提供的支持，PowerShell 还可以作为一个强大的“日历”应用：

1
2
PS C:\Users\starky> [DateTime]::IsLeapYear(2008)
True

1
2
3
4
5
6
7
8
PS C:\Users\starky> [DateTime]::Now

2019年2月18日 21:32:03


PS C:\Users\starky> $result = [DateTime] "06/21/2019" - [DateTime]::Now
PS C:\Users\starky> $result.TotalDays
122.102253218295
组合命令

可以使用管道符（|）将一个命令的输出重定向至另一个命令作为输入，和 Bash 中管道符的使用一样。如：
Get-Item Path1\* | Move-Item -Destination Path2
上述命令将 Path1 中的所有文件移动到 Path2 目录下。

更复杂的形式如：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
PS C:\Users\starky> Get-Process | Where-Object { $_.Handles -ge 1000 } | Sort-Object Handles | Format-Table Handles,Name,Desciption -Auto

Handles Name             Description
------- ----             -----------
   1023 dwm              桌面窗口管理器
   1025 chrome           Google Chrome
   1096 SkypeApp         SkypeApp
   1107 Microsoft.Photos Microsoft.Photos.exe
   1126 svchost          Windows 服务主进程
   1236 svchost          Windows 服务主进程
   1425 SearchUI         Search and Cortana application
   1437 lsass            Local Security Authority Process
   1712 chrome           Google Chrome
   2592 explorer         Windows 资源管理器
   3410 System

通过 Get-Process 命令获取当前所有进程的信息，使用 Where-Object { $_.Handles -ge 1000 } 命令筛选出 Handles 在 1000 以上的对象，Sort-Object Handles 命令用来通过 Handles 属性排序，Format-Table ... 命令用来对输出结果进行格式化。

通过别名的简化，上述命令也可以使用如下的形式：
gps | ? { $_.Handles -ge 1000 } | sort Handles | ft Handles,Name,Description -Auto

“发现”命令

可以通过 Get-Command cmdlet 进行模糊搜索，查询可能用到的命令，如需要使用“进程”相关的命令：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
PS C:\Users\starky> Get-Command *process*

CommandType     Name                                               Version    Source
-----------     ----                                               -------    ------
Function        Get-AppvVirtualProcess                             1.0.0.0    AppvClient
Function        Start-AppvVirtualProcess                           1.0.0.0    AppvClient
Cmdlet          ConvertTo-ProcessMitigationPolicy                  1.0.11     ProcessMitigations
Cmdlet          Debug-Process                                      3.1.0.0    Microsoft.PowerShell.Management
Cmdlet          Enter-PSHostProcess                                3.0.0.0    Microsoft.PowerShell.Core
Cmdlet          Exit-PSHostProcess                                 3.0.0.0    Microsoft.PowerShell.Core
Cmdlet          Get-Process                                        3.1.0.0    Microsoft.PowerShell.Management
Cmdlet          Get-ProcessMitigation                              1.0.11     ProcessMitigations
Cmdlet          Get-PSHostProcessInfo                              3.0.0.0    Microsoft.PowerShell.Core
Cmdlet          Set-ProcessMitigation                              1.0.11     ProcessMitigations
Cmdlet          Start-Process                                      3.1.0.0    Microsoft.PowerShell.Management
Cmdlet          Stop-Process                                       3.1.0.0    Microsoft.PowerShell.Management
Cmdlet          Wait-Process                                       3.1.0.0    Microsoft.PowerShell.Management
Application     qprocess.exe                                       10.0.17... C:\Windows\system32\qprocess.exe

如需要获取某个命令的具体帮助信息，可以使用 Get-Help cmdlet：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
PS C:\Users\starky> Get-Help Stop-Process

名称
    Stop-Process

摘要
    Stops one or more running processes.


语法
    Stop-Process [-Id] <Int32[]> [-Confirm] [-Force] [-PassThru] [-WhatIf] [<CommonParameters>]

    Stop-Process [-InputObject] <Process[]> [-Confirm] [-Force] [-PassThru] [-WhatIf] [<CommonParameters>]

    Stop-Process [-Confirm] [-Force] -Name <String[]> [-PassThru] [-WhatIf] [<CommonParameters>]


说明
    The Stop-Process cmdlet stops one or more running processes. You can specify a process by process name or process I
    D (PID), or pass a process object to Stop-Process . Stop-Process works only on processes running on the local compu
    ter.

    On Windows Vista and later versions of the Windows operating system, to stop a process that is not owned by the cur
    rent user, you must start Windows PowerShell by using the Run as administrator option. Also, you are prompted for c
    onfirmation unless you specify the Force parameter.


相关链接
    Online Version: http://go.microsoft.com/fwlink/?LinkId=821642
    Debug-Process
    Get-Process
    Start-Process
    Stop-Process
    Wait-Process

备注
    若要查看示例，请键入: "get-help Stop-Process -examples".
    有关详细信息，请键入: "get-help Stop-Process -detailed".
    若要获取技术信息，请键入: "get-help Stop-Process -full".
    有关在线帮助，请键入: "get-help Stop-Process -online"

PowerShell 可以直接操作从 .NET 框架中引入的数据对象，通过将某个对象传递给 Get-Member cmdlet，可以获取绑定于该对象的属性和方法等：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
PS C:\Users\starky> "Hello World" | Get-Member


   TypeName:System.String

Name             MemberType            Definition
----             ----------            ----------
...
IndexOf          Method                int IndexOf(char value), int IndexOf(char value, int startIndex), int IndexOf...
IndexOfAny       Method                int IndexOfAny(char[] anyOf), int IndexOfAny(char[] anyOf, int startIndex), i...
Insert           Method                string Insert(int startIndex, string value)
IsNormalized     Method                bool IsNormalized(), bool IsNormalized(System.Text.NormalizationForm normaliz...
LastIndexOf      Method                int LastIndexOf(char value), int LastIndexOf(char value, int startIndex), int...
LastIndexOfAny   Method                int LastIndexOfAny(char[] anyOf), int LastIndexOfAny(char[] anyOf, int startI...
Normalize        Method                string Normalize(), string Normalize(System.Text.NormalizationForm normalizat...
PadLeft          Method                string PadLeft(int totalWidth), string PadLeft(int totalWidth, char paddingChar)
PadRight         Method                string PadRight(int totalWidth), string PadRight(int totalWidth, char padding...
Remove           Method                string Remove(int startIndex, int count), string Remove(int startIndex)
Replace          Method                string Replace(char oldChar, char newChar), string Replace(string oldValue, s...
Split            Method                string[] Split(Params char[] separator), string[] Split(char[] separator, int...
StartsWith       Method                bool StartsWith(string value), bool StartsWith(string value, System.StringCom...
Substring        Method                string Substring(int startIndex), string Substring(int startIndex, int length)
...

后台运行

PowerShell 可以通过 Start-Job 将指定命令以后台任务的形式运行。如：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
PS C:\Users\starky> Start-Job { while($true) { Get-Random; Start-Sleep 5 } } -Name Sleeper

Id     Name            PSJobTypeName   State         HasMoreData     Location             Command
--     ----            -------------   -----         -----------     --------             -------
2      Sleeper         BackgroundJob   Running       True            localhost             while($true) { Get-Ra...


PS C:\Users\starky> Receive-Job Sleeper
2013662643
790182770
1345543150
PS C:\Users\starky> Stop-Job Sleeper
PS C:\Users\starky> Get-Job

Id     Name            PSJobTypeName   State         HasMoreData     Location             Command
--     ----            -------------   -----         -----------     --------             -------
2      Sleeper         BackgroundJob   Stopped       True            localhost             while($true) { Get-Ra...

其中 Receive-Job 用于获取后台任务的命令输出，Stop-Job 用于停止任务的运行，Get-Job 用于获取当前会话已绑定的所有任务。此外还有 Remove-Job 用于将活动任务从列表里移除。

除了使用 Start-Job cmdlet 生成后台任务，还可以通过在很多 cmdlets 后面加上 -AsJob 选项将其指定为后台运行。

脚本语言

PowerShell 实际上不只是一个简单的交互式终端，同时也是一种强大的脚本语言。所以支持众多的编程特性，如：

1
2
3
4
PS C:\Users\starky> $handleCount = 0
PS C:\Users\starky> foreach($process in Get-Process) { $handleCount += $process.Handles }
PS C:\Users\starky> $handleCount
69841

甚至如下的形式：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
PS C:\Users\starky> $webClient = New-Object System.Net.WebClient
PS C:\Users\starky> $content = $webClient.DownloadString("http://blogs.msdn.com/PowerShell/rss.aspx")
PS C:\Users\starky> $content.Substring(0,500)
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?><rss version="2.0"
        xmlns:content="http://purl.org/rss/1.0/modules/content/"
        xmlns:wfw="http://wellformedweb.org/CommentAPI/"
        xmlns:dc="http://purl.org/dc/elements/1.1/"
        xmlns:atom="http://www.w3.org/2005/Atom"
        xmlns:sy="http://purl.org/rss/1.0/modules/syndication/"
        xmlns:slash="http://purl.org/rss/1.0/modules/slash/"
        >

<channel>
        <title>PowerShell Team Blog</title>
        <atom:link href="https://blogs.msdn.microsoft.com/powershell/feed/" rel="s

整合其他技术

PowerShell 也支持操作 WMI（Windows Management Instrumentation）和 CIM 对象：

1
2
3
4
5
6
7
8
PS C:\Users\starky> Get-CimInstance Win32_Bios


SMBIOSBIOSVersion : D5CN31WW
Manufacturer      : LENOVO
Name              : D5CN31WW
SerialNumber      : PF0F77WR
Version           : LENOVO - 1

又如操作 COM 对象：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
PS C:\Users\starky> $firewall = New-Object -com HNetCfg.FwMgr
PS C:\Users\Administrator> $firewall.LocalPolicy.CurrentProfile


Type                                         : 1
FirewallEnabled                              : True
ExceptionsNotAllowed                         : False
NotificationsDisabled                        : False
UnicastResponsesToMulticastBroadcastDisabled : False
RemoteAdminSettings                          : System.__ComObject
IcmpSettings                                 : System.__ComObject
GloballyOpenPorts                            : System.__ComObject
Services                                     : System.__ComObject
AuthorizedApplications                       : System.__ComObject

Providers

PowerShell 可以通过 Providers 像浏览目录那样浏览系统中的 data store。如浏览注册表的某个分支：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
PS C:\Users\starky> Set-Location HKCU:\Software\Microsoft\Windows
PS HKCU:\Software\Microsoft\Windows> Get-ChildItem


    Hive: HKEY_CURRENT_USER\Software\Microsoft\Windows


Name                           Property
----                           --------
AssignedAccessConfiguration
CurrentVersion
DWM                            Composition                  : 1
                               ColorizationColor            : 3288365271
                               ColorizationColorBalance     : 89
                               ColorizationAfterglow        : 3288365271
                               ColorizationAfterglowBalance : 10
                               ColorizationBlurBalance      : 1
                               EnableWindowColorization     : 0
                               ColorizationGlassAttribute   : 1
                               AccentColor                  : 4292311040
                               ColorPrevalence              : 0
                               EnableAeroPeek               : 1
                               AlwaysHibernateThumbnails    : 0
                               UseDpiScaling                : 0
Shell
TabletPC
Windows Error Reporting        LastQueuePesterTime : 131873467252566492
Winlogon


PS HKCU:\Software\Microsoft\Windows> Set-Location CurrentVersion\Run
PS HKCU:\Software\Microsoft\Windows\CurrentVersion\Run> Get-ItemProperty .


OneDrive     : "C:\Users\Administrator\AppData\Local\Microsoft\OneDrive\OneDrive.exe" /background
Lantern      : "C:\Users\Administrator\AppData\Roaming\Lantern\lantern.exe" -startup
PSPath       : Microsoft.PowerShell.Core\Registry::HKEY_CURRENT_USER\Software\Microsoft\Windows\CurrentVersion\Run
PSParentPath : Microsoft.PowerShell.Core\Registry::HKEY_CURRENT_USER\Software\Microsoft\Windows\CurrentVersion
PSChildName  : Run
PSDrive      : HKCU
PSProvider   : Microsoft.PowerShell.Core\Registry

即使用 Set-Location（或 cd）和 Get-ChildItem（或 dir ）像浏览本地目录一样浏览访问注册表。

同样的方式也适用于系统里的证书库：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
PS C:\users\starky> Set-Location cert:\CurrentUser\Root
PS Cert:\CurrentUser\Root> Get-ChildItem


   PSParentPath:Microsoft.PowerShell.Security\Certificate::CurrentUser\Root

Thumbprint                                Subject
----------                                -------
CDD4EEAE6000AC7F40C3802C171E30148030C072  CN=Microsoft Root Certificate Authority, DC=microsoft, DC=com
BE36A4562FB2EE05DBB3D32323ADF445084ED656  CN=Thawte Timestamping CA, OU=Thawte Certification, O=Thawte, L=Durbanvill...
A43489159A520F0D93D032CCAF37E7FE20A8B419  CN=Microsoft Root Authority, OU=Microsoft Corporation, OU=Copyright (c) 19...
92B46C76E13054E104F230517E6E504D43AB10B5  CN=Symantec Enterprise Mobile Root for Microsoft, O=Symantec Corporation, ...
8F43288AD272F3103B6FB1428485EA3014C0BCFE  CN=Microsoft Root Certificate Authority 2011, O=Microsoft Corporation, L=R...
...

参考书籍

Windows PowerShell Cookbook, 3rd Edition