PowerShell 技能连载 - 退出 PowerShell 管道(第 1 部分:Select-Object)

有些时候人工退出 PowerShell 管道可以节约很多时间。例如,在开始递归搜索之前不能确切地知道一个文件所在的位置,当搜到文件的时候立刻停止。当找到文件以后没理由继续搜索其它目录。

下面是一个演示该问题的场景:假设您在 Windows 文件夹中的某个地方搜索一个名为 “ngen.log” 的文件:

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$fileToSearch = 'ngen.log'

Get-ChildItem -Path c:\Windows -Recurse -ErrorAction SilentlyContinue -Filter $fileToSearch

PowerShell 将会查找这个文件但是找到之后还会继续搜索目录树的其它部分,这会消耗很多时间。

如果您知道需要查找结果的个数,那么可以当搜到指定数量的结果后使用 Select-Object 来立刻退出管道。

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$fileToSearch = 'ngen.log'
Get-ChildItem -Path c:\Windows -Recurse -ErrorAction SilentlyContinue -Filter $fileToSearch |
Select-Object -First 1

在这个例子中,当找到文件时 PowerShell 立即退出。作为最佳实践,如果您事先知道需要从命令中查找多少个结果,那么在管道尾部添加 Select-Object,并且用 -First 参数来告诉 PowerShell 需要的结果个数。

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PowerShell 技能连载 - 使用一个计时器来测量执行时间

有一些情况下您希望知道一段代码需要执行多长时间,例如返回统计或者对比代码,有许多方法可以测量命令,包括 Measure-Command cmdlet:

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$duration = Measure-Command -Expression {
$result = Get-Hotfix
}

$time = $duration.TotalMilliseconds

'{0} results in {1:n1} milliseconds' -f $result.Count, $time

不过 Measure-Command 有一些不受人喜欢的副作用:

  • 所有输出都被丢弃,这样输出数据不会影响测量时间,而且您无法控制这个行为
  • 出于好几个原因,它会减慢您的代码执行,其中一个是 Measure-Command 在 dot-sourced 表达式中以一个独立的脚本快执行

所以,常常使用另一个技术,用的是 Get-Date,例如这样:

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$start = Get-Date
$result = Get-Hotfix
$end = Get-Date
$time = ($end - $start).TotalMilliseconds

'{0} results in {1:n1} milliseconds' -f $result.Count, $time

它可以有效工作,不过也有一些不受欢迎的副作用:

  • 它产生更多的代码
  • 当计算机处于睡眠或休眠状态,将会影响结果,因为计算机关闭的时间不应该计入统计时间

一个更简洁的解决方案是使用 .NET 的 stopwatch 对象,它产生的代码更少,并且不会减缓代码的执行,而且不受睡眠或休眠的影响:

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$stopwatch =  [system.diagnostics.stopwatch]::StartNew()
$result = Get-Hotfix
$time = $stopwatch.ElapsedMilliseconds

'{0} results in {1:n1} milliseconds' -f $result.Count, $time

此外,您可以对 stopwatch 对象调用 Stop()Restart()Reset() 方法。通过这些方法,您可以暂停测量代码中的某些部分(例如数据输出)并且继续测量。

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PowerShell 技能连载 - Foreach -parallel (第 3 部分:批量 Ping)

In PowerShell 7, there is a new parallel ForEach-Object that can execute code in parallel and speed up things considerably. The same technique can be used in Windows PowerShell via modules like this one:
在 PowerShell 7 中,带来了一个新的并行的 Foreach-Object,它可以并行执行代码并显著加快操作的速度。同样的技术可通过以下模块在 Windows PowerShell 中使用:

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Install-Module -Name PSParallel -Scope CurrentUser -Force

我们来看看有趣的案例。例如,如果您需要获得一个能够响应 ping (ICMP) 的计算机列表,这将需要很长时间。一个加速操作的方法是使用带超时设置的 ping,这样无需对不响应的机器等待太久。

这段代码 ping powershell.one 并且等待最长 1000 毫秒(代码来自 https://powershell.one/tricks/network/ping):

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$ComputerName = 'powershell.one'
$timeout = 1000
$ping = New-Object System.Net.NetworkInformation.Ping

$ping.Send($ComputerName, $timeout) |
Select-Object -Property Status, @{N='IP';E={$ComputerName}}, Address

现在让我们来加速整件事,整批 ping 整个 IP 段!

我们先来看看在 PowerShell 7 中如何实现:

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#requires -Version 7.0

# IP range to ping
$IPAddresses = 1..255 | ForEach-Object {"192.168.0.$_"}

# timeout in milliseconds
$timeout = 1000

# number of simultaneous pings
$throttleLimit = 80

# measure execution time
$start = Get-Date

$result = $IPAddresses | ForEach-Object -ThrottleLimit $throttleLimit -parallel {
$ComputerName = $_
$ping = [System.Net.NetworkInformation.Ping]::new()

$ping.Send($ComputerName, $using:timeout) |
Select-Object -Property Status, @{N='IP';E={$ComputerName}}, Address
} | Where-Object Status -eq Success

$end = Get-Date
$time = ($end - $start).TotalMilliseconds

Write-Warning "Execution Time $time ms"

$result

在 5 秒钟左右,整个 IP 段都 ping 完毕,并且返回会 ICMP 请求的 IP 地址。

在 Windows PowerShell 中,这段代码基本差不多(假设您已从 PowerShell Gallery 中安装了 PSParallel 模块):

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#requires -Modules PSParallel
#requires -Version 3.0

# IP range to ping
$IPAddresses = 1..255 | ForEach-Object {"192.168.0.$_"}

# number of simultaneous pings
$throttleLimit = 80

# measure execution time
$start = Get-Date

$result = $IPAddresses | Invoke-Parallel -ThrottleLimit $throttleLimit -ScriptBlock {
$ComputerName = $_
# timeout in milliseconds
$timeout = 1000

$ping = New-Object -TypeName System.Net.NetworkInformation.Ping

$ping.Send($ComputerName, $timeout) |
Select-Object -Property Status, @{N='IP';E={$ComputerName}}, Address
} | Where-Object Status -eq Success

$end = Get-Date
$time = ($end - $start).TotalMilliseconds

Write-Warning "Execution Time $time ms"

$result

Instead of ForEach-Object, the code uses Invoke-Parallel, and since Invoke-Parallel does not support the “using:” prefix, all local variables must be included in the script block (in our example the variable $timeout).

ForEach-Object 不同,代码使用的是 Invoke-Parallel,而且由于 Invoke-Parallel 不支持 “use:“ 前缀,所以所有局部变量都必须包含在脚本块中(在我们的示例中,是变量$timeout)。

Invoke-Parallel 支持一个友好的进度条,这样您可以知道有多少个任务正在并行执行。

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PowerShell 技能连载 - Foreach -parallel (第 2 部分:Windows PowerShell)

PowerShell 7 发布了一个内置参数,可以并行运行不同的任务:

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1..100 | ForEach-Object -ThrottleLimit 20 -Parallel { Start-Sleep -Seconds 1; $_ }

如果您使用的是 Windows PowerShell,那么您也可以使用类似的并行技术。例如,下载并安装这个免费的模块:

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Install-Module -Name PSParallel -Scope CurrentUser -Force

它带来一个新的命令:Invoke-Parallel:您可以这样使用它:

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1..100 | Invoke-Parallel -ThrottleLimit 20 -Scrip-tBlock { Start-Sleep -Seconds 1; $_ }

由于 Invoke-Parallel 使用的是和 PowerShell 7 相同的技术,所以有相同的限制:每个线程都在它自己的线程中执行,并且不能存取本地变量。在下一个技能中,我们将学习一些有趣的示例。

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PowerShell 技能连载 - Foreach -parallel(第 1 部分:PowerShell 7)

PowerShell 7 发布了一个内置参数,可以并行运行不同的任务。以下是一个简单示例:

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1..100 | ForEach-Object -ThrottleLimit 20 -Parallel { Start-Sleep -Seconds 1; $_ }

在普通的 ForEach-Object 循环中,这将花费 100 秒的时间执行。如果使用了 parallel,代码可以并行地执行。-ThrottleLimit 定义了“块”,因此在本例中,有20个线程并行运行,使总执行时间减少到5秒。

在过于激动之前,请记住每个线程都在其自己的 PowerShell 环境中运行。幸运的是,您可以访问前缀为“using:”的局部变量:

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$text = "Output: "

1..100 | ForEach-Object -ThrottleLimit 20 -Parallel { Start-Sleep -Seconds 1; "$using:text $_" }

不过,当您开始使用多线程时,您需要了解线程安全知识。复杂对象,例如 ADUser 对象可能无法在多个线程之间共享,所以需要每个案例独立判断是否适合使用并行。

由于并行的 ForEach-Object 循环内置在 PowerShell 7 中,这并不意味着可以在 Windows PowerShell 中使用并行。在 Windows PowerShell 中有许多模块实现了该功能。我们将会在接下来的技能中介绍它们。

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PowerShell 技能连载 - -RepeatHeader 参数

有一个不太为人所知的参数:RepeatHeader,它是做什么用的?

假设您希望分页显示结果(在命令行中有效,而在 PowerShell ISE 中无效):

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PS> Get-Process | Out-Host -Paging

结果输出时每页会暂停,直到按下空格键。然而,列标题只显示在第一页中。

以下是更好的输出形式:

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PS> Get-Process | Format-Table -RepeatHeader | Out-Host -Paging

现在,每一页都会重新显示列标题。-RepeatHeader 在所有的 Format-* cmdlet 中都有效。再次提醒,这个技巧只在基于控制台的 PowerShell 宿主中有效,并且在 PowerShell ISE 中无效。原因是:PowerShell ISE 没有固定的页大小,所以它无法知道一页什么时候结束。

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PowerShell 技能连载 - PowerShell 7 中的三元操作符

在 PowerShell 7 中,语言增加了一个新的操作符,引发了大量的辩论。基本上,您不必要使用它,但是有编程背景的用户会喜欢它。

直到现在,要创建一个条件判断,总是需要写许多代码。例如,要查询脚本运行环境是 32 位还是 64 位,您可以像这样查询指针的长度:

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if ([IntPtr]::Size -eq 8)
{
'64-bit'
}
else
{
'32-bit'
}

三元操作符可以大大缩短代码:

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[IntPtr]::Size -eq 8 ? '64-bit' : '32-bit'

本质上,三元操作符 (“?“) 是标准 “if“ 条件判断的缩写。它对所有取值为 $true$false 的表达式有效。如果该表达式的执行结果是 $true,那么执行 “?“ 之后的表达式。如果该表达式的执行结果是 $false,那么执行 “:“ 之后的表达式。

如果您安装了 PowerShell 7 preview 版,请确保您更新到了最新版本,才能确保使用三元操作符。它并不是 PowerShell 7 preview 版本的一部分。

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PowerShell 技能连载 - Get-ComputerInfo 和 systeminfo.exe 的对比(第 2 部分)

在 PowerShell 5 中,引入了一个名为 Get-ComputerInfo 的新的 cmdlet,它完成曾经 systeminfo.exe 的功能,而 Get-ComputerInfo 是直接面向对象的。没有本地化的问题:

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$infos = Get-ComputerInfo

您现在可以查询您电脑独立的详情:

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$infos.OsInstallDate
$infos.OsFreePhysicalMemory
$infos.BiosBIOSVersion

或者使用 Select-Object 来选择所有兴趣的属性:

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$infos | Select-Object -Property OSInstallDate, OSFreePhysicalMemory, BiosBIOSVersion

在缺点方面,请考虑这一点:Get-ComputerInfo 是在 PowerShell 5 中引入的,您可以很容易地更新到该版本,或者将 PowerShell Core 与旧版本的 Windows PowerShell 并行使用。然而,Get-ComputerInfo 检索到的许多信息仅来自于最近的 Windows 操作系统中添加的 WMI 类。

如果您在 Windows 7 中更新到了 Windows PowerShell 5.1,Get-ComputerInfo 有可能不能正常工作。在旧的系统中,systeminfo.exe 是您的最佳依赖,而在新的操作系统中,Get-ComputerInfo 用起来方便得多。

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PowerShell 技能连载 - Get-ComputerInfo 和 systeminfo.exe 的对比(第 1 部分)

在很长一段时间内,命令行工具 systeminfo.exe 提供了大量计算机的信息,并且可以通过一个小技巧返回面向对象的结果:

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$objects = systeminfo.exe /FO CSV |
ConvertFrom-Csv

$objects.'Available Physical Memory'

从好的一方面来说,systeminfo.exe 基本上在所有 Windows 系统中都可用。从坏的一方面来说,结果是语言本地化的,并且属性名可能会成为一个问题:在英文的系统中,一个属性可能名为 ‘Available Physical Memory’ 而在一个德文系统中可能会不同。要使表头一致,您可以将它们去除并替换成自己的:

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$headers = 1..30 | ForEach-Object { "Property$_" }
$objects = systeminfo.exe /FO CSV |
Select-Object -Skip 1 |
ConvertFrom-Csv -Header $headers

以下是执行结果:

PS> $objects


Property1  : DESKTOP-8DVNI43
Property2  : Microsoft Windows 10 Pro
Property3  : 10.0.18362 N/A Build 18362
Property4  : Microsoft Corporation
Property5  : Standalone Workstation
Property6  : Multiprocessor Free
Property7  : hello@test.com
Property8  : N/A
Property9  : 00330-50000-00000-AAOEM
Property10 : 9/3/2019, 11:42:41 AM
Property11 : 11/1/2019, 10:42:53 AM
Property12 : Dell Inc.
Property13 : XPS 13 7390 2-in-1
Property14 : x64-based PC
Property15 : 1 Processor(s) Installed.,[01]: Intel64 Family 6 Model 126 Stepping 5
             GenuineIntel ~1298 Mhz
Property16 : Dell Inc. 1.0.9, 8/2/2019
Property17 : C:\Windows
Property18 : C:\Windows\system32
Property19 : \Device\HarddiskVolume1
Property20 : de;German (Germany)
Property21 : de;German (Germany)
Property22 : (UTC+01:00) Amsterdam, Berlin, Bern, Rome, Stockholm, Vienna
Property23 : 32,536 MB
Property24 : 19,169 MB
Property25 : 37,400 MB
Property26 : 22,369 MB
Property27 : 15,031 MB
Property28 : C:\pagefile.sys
Property29 : WORKGROUP
Property30 : \\DESKTOP-8DVNI43




PS> $objects.Property23
32,536 MB

您可以通过在 $headers 中构造一个自定义的属性名列表,任意对属性命名:

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$headers = 'HostName',
'OSName',
'OSVersion',
'OSManufacturer',
'OSConfiguration',
'OSBuildType',
'RegisteredOwner',
'RegisteredOrganization',
'ProductID',
'OriginalInstallDate',
'SystemBootTime',
'SystemManufacturer',
'SystemModel',
'SystemType',
'Processors',
'BIOSVersion',
'WindowsDirectory',
'SystemDirectory',
'BootDevice',
'SystemLocale',
'InputLocale',
'TimeZone',
'TotalPhysicalMemory',
'AvailablePhysicalMemory',
'VirtualMemoryMaxSize',
'VirtualMemoryAvailable',
'VirtualMemoryInUse',
'PageFileLocations',
'Domain',
'LogonServer',
'Hotfix',
'NetworkCard',
'HyperVRequirements'

$objects = systeminfo.exe /FO CSV |
Select-Object -Skip 1 |
ConvertFrom-Csv -Header $headers

$objects.ProductID
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PowerShell 技能连载 - 在 PowerShell 中安全地使用 WMI(第 4 部分)

在这个迷你系列中,我们在探索 Get-WmiObjectGet-CimInstance 之间的差异。未来的 PowerShell 版本不再支持 Get-WMIObject,因此,如果您尚未加入,则需要切换到 Get-CimInstance

在前一个部分中您学到了通过网络查询信息时有明显的区别,并且 Get-CimInstance 可以使用可充分定制且可复用的会话对象,来帮助网络访问速度更快以及消耗更少的资源。

由于 Get-CimInstance 工作机制类似 Web Service,而不像 Get-WmiObject 是基于 DCOM 的,这在返回的数据上有许多重要的含义。Get-CimInstance 总是通过序列化,所以您总是不可避免地收到一个副本,而不是原始对象。这是为什么 Get-CimInstance 永远不返回方法的原因。您永远只会获取到属性。

以下是一个可实践的示例:Win32_Process WMI 类有一个名为 GetOwner() 的方法返回进程的所有者。如果您希望找出谁登录到您的计算机,您需要查询 explorer.exe 进程并列出他们的所有者:

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# find all explorer.exe instances
Get-WmiObject -Class Win32_Process -Filter 'Name="explorer.exe"' |
ForEach-Object {
# call the WMI method GetOwner()
$owner = $_.GetOwner()
if ($owner.ReturnValue -eq 0)
{
# return either the process owner...
'{0}\{1}' -f $owner.Domain, $owner.User
}
else
{
# ...or the error code
'N/A (Error Code {0})' -f $owner.ReturnValue
}
} |
# remove duplicates
Sort-Object -Unique

如果您希望将这段代码转换为使用 Get-CimInstance,那么将无法访问 GetOwner() 方法,因为 Get-CimInstance 只返回一个属性集合。相应地需要执行 Invoke-CimMethod 方法来调用方法:

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# find all explorer.exe instances
Get-CimInstance -ClassName Win32_Process -Filter 'Name="explorer.exe"' |
ForEach-Object {
# call the WMI method GetOwner()
$owner = $_ | Invoke-CimMethod -MethodName GetOwner
if ($owner.ReturnValue -eq 0)
{
# return either the process owner...
'{0}\{1}' -f $owner.Domain, $owner.User
}
else
{
# ...or the error code
'N/A (Error Code {0})' -f $owner.ReturnValue
}
} |
# remove duplicates
Sort-Object -Unique

Invoke-CimMethod 或者需要和 CimInstance 配合使用,或者需要和原始的查询合并,这可以进一步简化代码:

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# find all explorer.exe instances
Invoke-CimMethod -Query 'Select * From Win32_Process Where Name="explorer.exe"' -MethodName GetOwner |
ForEach-Object {
if ($_.ReturnValue -eq 0)
{
# return either the process owner...
'{0}\{1}' -f $_.Domain, $_.User
}
else
{
# ...or the error code
'N/A (Error Code {0})' -f $_.ReturnValue
}
} |
# remove duplicates
Sort-Object -Unique

Invoke-CimMethod 也可以调用静态的 WMI 方法,这些方法是属于 WMI 类的方法而不是属于一个独立的实例。如果您希望在本地或者远程创建一个新的进程(启动一个新的程序),那么可以使用这样的一行代码:

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PS> Invoke-CimMethod -ClassName Win32_Process -MethodName "Create" -Arguments @{ CommandLine = 'notepad.exe'; CurrentDirectory = "C:\windows\system32" }

ProcessId ReturnValue PSComputerName
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3308 0

注意:如果您在一台远程计算机上启动了一个程序,它将会在您的隐藏登录会话中运行并且在屏幕上不可见。

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