PowerShell 脚本

核心理念： PowerShell 不仅仅是命令提示符的升级版，它是构建于 .NET Framework/.NET Core 之上的自动化引擎和脚本语言，融合了命令行的高效与编程语言的强大。

一、 PowerShell 脚本的本质与优势

面向对象 (Object-Oriented)：
- 命令 (Cmdlets) 处理的是对象 (如文件、进程、服务)，而非纯文本。
- 输出可通过管道传递对象及其丰富属性 (Get-Member)。
强大的管道 (Pipeline)：
- 基于对象传递 (Command1 | Command2 | Command3)。
- 支持流式处理，提高效率。
- 过滤 (Where-Object) 和操作 (ForEach-Object) 对象极为灵活。
一致的语法 (Verb-Noun)：
- Cmdlets 命名遵循 动词-名词 模式 (e.g., Get-Process, Set-Service, Stop-Job)。
- 提高可发现性和可读性。
深度集成 .NET：
- 可直接调用 .NET Framework/Core 类库，扩展功能无限。
- [System.Math]::Sqrt(9) 或 (New-Object System.Net.WebClient).DownloadString('url')。
可发现性：
- Get-Command: 查找命令。
- Get-Help: 获取详细帮助 (-Full, -Examples, -Online)。
- Get-Member: 探索对象属性与方法。

二、脚本基础：创建与执行

文件扩展名： .ps1
创建脚本：
- 使用任何文本编辑器 (推荐 VS Code + PowerShell 扩展) 或 PowerShell ISE (旧版)。
执行脚本：
- 基础方式： .\YourScript.ps1 (注意点号和反斜杠，表示当前目录)。
- 关键障碍：执行策略 (Execution Policy)：
  - 目的：防止无意或恶意脚本运行。
  - 查看：Get-ExecutionPolicy
  - 常见策略：
    - Restricted: (默认) 禁止运行任何脚本。
    - AllSigned: 只运行受信任发布者签名的脚本。
    - RemoteSigned: (推荐) 本地脚本可运行，下载的脚本需签名。
    - Unrestricted: (危险) 允许所有脚本运行（有警告）。
  - 更改 (需管理员权限)：Set-ExecutionPolicy RemoteSigned (通常设置作用域 -Scope CurrentUser)。
  - 绕过策略 (单次执行)： powershell.exe -ExecutionPolicy Bypass -File .\YourScript.ps1 (慎用)。

三、脚本核心编程要素

变量：
- 定义：$variableName = value (e.g., $count = 10, $files = Get-ChildItem).
- 弱类型，但可强类型化：[int]$number = "42" (会转换)。
- 作用域：$global:var, $script:var, $private:var, $local:var (默认)。
数据类型：
- 自动推断，也可显式声明：[string], [int], [datetime], [array], [hashtable], 自定义 .NET 类型等。
- GetType() 方法查看对象类型。
运算符：
- 算术：+, -, *, /, %
- 赋值：=, +=, -=, *=, /=
- 比较：-eq (等于), -ne, -gt, -lt, -ge, -le, -like (通配符), -match (正则), -contains, -in
- 逻辑：-and, -or, -not (!)
- 其他：.. (范围运算符 e.g., 1..5), -is (类型检查), -as (类型转换)。
控制流：
- 条件：
```
if ($condition) { ... }
elseif ($otherCondition) { ... }
else { ... }
```
  - switch 语句：
```
switch -Regex ($value) {
    'pattern1' { ... }
    'pattern2' { ... }
    default { ... }
}
```
- 循环：
  - foreach ($item in $collection) { ... }
  - For ($i = 0; $i -lt $max; $i++) { ... }
  - While ($condition) { ... }
  - Do { ... } While ($condition) / Do { ... } Until ($condition)
- 流控制： break, continue, return.
输入与输出：
- 输入：
  - 参数 (见函数部分)。
  - Read-Host "Prompt message" (命令行交互)。
  - 管道输入 ($input 自动变量或在函数/脚本块中使用 param() + ValueFromPipeline）。
- 输出：
  - 任何未捕获或赋值的对象都会输出到管道/控制台。
  - 显式输出：Write-Output (或直接放置对象)，Write-Host (直接到主机，不进入管道，通常仅用于用户交互信息)。
  - 格式化输出：Format-Table, Format-List, Format-Wide, Out-GridView (交互式表格)。
  - 导出：Out-File, Export-Csv, Export-Clixml, ConvertTo-Json 等。
数组与哈希表：
- 数组： $array = 1, 2, 3 或 $array = @(1, 2, 3)。索引访问 $array[0]。动态增长。
- 哈希表 (字典)： $hash = @{ Key1 = 'Value1'; Key2 = 'Value2' }。访问 $hash['Key1'] 或 $hash.Key1。用于键值对存储和参数 splatting (@hash)。

四、函数：代码复用的基石

基础函数：

function Get-Greeting {
    param(
        [string]$Name = "World" # 带默认值的参数
    )
    "Hello, $Name!"
}
Get-Greeting -Name "PowerShell"

高级函数：

使用 [CmdletBinding()] 属性，获得类似 Cmdlet 的功能：
- 支持 -Verbose, -Debug, -ErrorAction, -WhatIf, -Confirm 等通用参数。
- 显式参数声明 ([Parameter()])。

function Get-FileInfo {
    [CmdletBinding()]
    param(
        [Parameter(Mandatory=$true, ValueFromPipeline=$true)]
        [string[]]$Path
    )
    process {
        foreach ($p in $Path) {
            $item = Get-Item $p -ErrorAction SilentlyContinue
            if ($item) {
                [PSCustomObject]@{
                    Name = $item.Name
                    SizeKB = [math]::Round($item.Length / 1KB, 2)
                    LastModified = $item.LastWriteTime
                }
            } else {
                Write-Warning "Path '$p' not found."
            }
        }
    }
}
Get-ChildItem C:\Temp\*.txt | Get-FileInfo | Format-Table -AutoSize

参数详解：
- Mandatory=$true: 强制参数。
- ValueFromPipeline=$true: 接受管道输入。
- ValueFromPipelineByPropertyName=$true: 输入对象属性名匹配参数名时绑定。
- Position=0: 位置参数。
- ValidateSet('Option1', 'Option2'): 验证参数值在集合内。
- ValidatePattern('regex'): 正则验证。
- ValidateRange(1, 100): 数值范围验证。
- [Alias('ShortName')]: 为参数定义别名。
begin, process, end 块：
- begin: 管道输入开始前执行一次 (初始化)。
- process: 对管道输入的每个对象执行一次 (核心处理逻辑)。
- end: 所有管道输入处理完成后执行一次 (清理、汇总)。

五、错误处理：构建健壮脚本

错误类型：
- 终止错误 (Terminating Errors)： 严重错误，停止当前命令/脚本执行 (e.g., 语法错误、未捕获异常、throw 语句)。
- 非终止错误 (Non-Terminating Errors)： 可恢复错误，命令继续执行 (e.g., Get-ChildItem 访问部分无权限的文件)。
错误处理机制：
- -ErrorAction 参数： 控制命令对非终止错误的处理方式：
  - SilentlyContinue: 静默忽略错误，继续执行。
  - Stop: 将非终止错误转换为终止错误。
  - Continue: (默认) 显示错误并继续。
  - Inquire: 询问用户如何处理。
- $ErrorActionPreference 变量： 设置当前作用域默认的错误操作首选项。
- try...catch...finally 块： 捕获和处理终止错误。
```
try {
    # 可能引发终止错误的代码
    Get-Content -Path "NonexistentFile.txt" -ErrorAction Stop
}
catch [System.IO.FileNotFoundException] {
    Write-Host "文件未找到错误: $($_.Exception.Message)"
}
catch {
    Write-Host "其他错误: $($_.Exception.GetType().FullName)"
}
finally {
    # 无论是否出错都会执行的清理代码 (e.g., 关闭文件、释放资源)
}
```
- $Error 自动变量： 包含会话中最近错误的数组 (最新错误在 $Error[0])。$_.Exception 包含异常的详细信息。
- throw 语句： 主动抛出终止错误。

六、模块化与代码组织

模块 (Modules)：
- 封装 PowerShell 功能 (函数、Cmdlets、变量、别名) 的可复用包。
- 文件扩展名 .psm1 (脚本模块) 或 .dll (二进制模块)。
- 导入模块： Import-Module ModuleName。
- 查找模块： Find-Module (需注册 PSRepository，默认是 PowerShellGallery) -> Install-Module -> Import-Module。
- 创建模块： 将相关函数保存在 .psm1 文件中，通常伴随一个描述模块的 .psd1 (模块清单) 文件。New-ModuleManifest 创建清单。
点源加载 (Dot Sourcing)：
- 在当前作用域执行另一个脚本文件中的内容 (函数、变量)。
- 语法：. .\LibraryFunctions.ps1 (注意第一个点后有空格)。
- 常用于在脚本间共享函数库。

七、脚本安全最佳实践

最小特权原则： 脚本运行所需权限。
代码签名：
- 使用数字证书 (New-SelfSignedCertificate 或购买商业证书) 对脚本签名 (Set-AuthenticodeSignature)。
- 设置 AllSigned 执行策略要求所有脚本必须签名。
输入验证： 对所有外部输入 (参数、文件、用户输入) 进行严格验证。
避免硬编码敏感信息： 使用安全方式存储凭据：
- Get-Credential 提示用户输入。
- Export-Clixml 加密存储 (仅限同一用户同一机器)：
```
$cred = Get-Credential
$cred | Export-Clixml -Path "C:\secure\mycred.xml"
$storedCred = Import-Clixml -Path "C:\secure\mycred.xml"
```
- 企业环境考虑使用密钥管理系统 (e.g., Azure Key Vault)。
谨慎处理远程内容： 验证下载脚本/配置的来源和完整性。
日志记录： 使用 Start-Transcript, Write-Verbose, Write-Debug, Write-Information 或自定义日志函数记录脚本操作和错误。
代码审查： 对重要脚本进行同行审查。

八、调试技巧

集成脚本环境 (ISE) / VS Code：
- 设置断点、单步执行、查看变量值、调用堆栈。
命令行调试：
- Set-PSBreakpoint: 在行、变量、命令上设置断点。
- Debug-Job: 调试后台作业。
- -Debug 参数：进入调试模式。
Write-Debug 语句： 在脚本中插入调试信息，仅当 $DebugPreference = 'Continue' 或运行脚本时使用 -Debug 参数时才显示。
$PSBoundParameters / Get-Variable: 查看传入参数或变量值。
Out-GridView / Export-Csv: 将复杂对象输出到可视化表格或文件查看。

九、进阶主题概览

后台作业 (Start-Job, Get-Job, Receive-Job, Remove-Job, Wait-Job)： 异步执行任务。
计划任务 (Register-ScheduledJob, Scheduled Tasks): 定时执行脚本。
远程处理 (Enter-PSSession, Invoke-Command): 在远程计算机上执行命令/脚本 (需启用 WinRM/SSH)。
工作流 (Workflow): 处理长时间运行、需持久化、可并行/序列化步骤的任务 (注意：PowerShell Workflow 在 7.x 中已弃用，考虑替代方案如 Azure 自动化)。
类 (class) (PowerShell 5.0+): 支持定义自定义类，面向对象编程。
DSC (Desired State Configuration): 声明式配置管理框架 (虽然核心发展转向云原生方案，但概念仍有价值)。
PowerShell Core (v6+): 跨平台 (Windows, Linux, macOS)，基于 .NET Core，是未来发展方向。

十、学习资源

官方文档： Microsoft Docs - PowerShell (https://learn.microsoft.com/en-us/powershell/) 是最权威、最全面的资源。
书籍：
- "Learn Windows PowerShell in a Month of Lunches" (经典入门)
- "Windows PowerShell Cookbook" (实用技巧手册)
- "PowerShell in Depth" (深入详解)
社区：
- PowerShell Gallery (https://www.powershellgallery.com/): 查找和共享模块、脚本。
- Stack Overflow (https://stackoverflow.com/questions/tagged/powershell): 提问和解答问题。
- Reddit (/r/PowerShell): 社区讨论。
- GitHub: 大量开源 PowerShell 项目和脚本。
博客： PowerShell Team Blog, 4sysops, Adam the Automator 等。

总结： PowerShell 脚本是强大的自动化工具。掌握其面向对象、管道、函数、错误处理、模块化和安全核心概念，结合实践和社区资源，能显著提升 IT 运维、DevOps 和开发效率。从基础命令开始，逐步构建复杂脚本和模块，是有效的学习路径。始终将安全性和健壮性放在首位。

posted @ 2025-06-29 19:38 kyle_7Qc 阅读(156) 评论(0) 收藏举报

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kyle-7Qc

PowerShell 脚本

一、 PowerShell 脚本的本质与优势

二、脚本基础：创建与执行

三、脚本核心编程要素

四、函数：代码复用的基石

五、错误处理：构建健壮脚本

六、模块化与代码组织

七、脚本安全最佳实践

八、调试技巧

九、进阶主题概览

十、学习资源

公告

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一、 PowerShell 脚本的本质与优势

二、 脚本基础：创建与执行

三、 脚本核心编程要素

四、 函数：代码复用的基石

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六、 模块化与代码组织

七、 脚本安全最佳实践

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