PowerShell 技能连载 - 命令发现机制揭秘(第 1 部分)

当您在 PowerShell 键入一个命令,将触发一系列事件来指定命令所在的位置。这从 PreCommandLookupAction 开始,您可以用它来记录日志。请看如下代码:

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$ExecutionContext.InvokeCommand.PreCommandLookupAction = {
param
(
[string]
$Command,

[Management.Automation.CommandLookupEventArgs]
$Obj
)
$whitelist = @(
'prompt',
'out-default',
'psconsolehostreadline',
'Microsoft.PowerShell.Core\Set-StrictMode'
)

if ($Command -notin $whitelist -and $Obj.CommandOrigin -eq 'Runspace')
{
$host.UI.WriteLine('Yellow','White',$Command)
}
}

当您运行这段代码,所有键入的命令都将回显到控制台中——除了白名单中列出命令。这演示了 PreCommandLookupAction 的工作方式:每当您键入一条命令时,将自动触发它,而且您也可以将命令写入一个日志文件。

PowerShell 技能连载 - 向字符串添加数字(第 2 部分)

在前一个技能中我们演示了一系列安全地将变量加入到字符串中的方法。将变量变量添加到双引号包围的文本中会导致

# this is the desired output:
# PowerShell Version is 5.1.17763.316

# this DOES NOT WORK:
"PowerShell Version is $PSVersionTable.PSVersion"

当您运行这段代码,输出结果并不是大多数人想象的那样。语法着色已经暗示了错误的地方:双引号括起来的字符串只会解析变量。他们不关心后续的任何信息。所以由于 $PSVersionTable 是一个哈希表对象,PowerShell 输出的是对象类型名称,然后在后面加上 “.PSVersion”:

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PS> "PowerShell Version is $PSVersionTable.PSVersion"
PowerShell Version is System.Collections.Hashtable.PSVersion

以下是四种有效的实现:

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# use a subexpression
"PowerShell Version is $($PSVersionTable.PSVersion)"

# use the format (-f) operator
'PowerShell Version is {0}' -f $PSVersionTable.PSVersion


# concatenate (provided the first element is a string)
'PowerShell Version is ' + $PSVersionTable.PSVersion

# use simple variables
$PSVersion = $PSVersionTable.PSVersion
"PowerShell Version is $PSVersion"

PowerShell 技能连载 - 向字符串添加数字(第 1 部分)

双引号括起来的字符串可以方便地扩展变量,但是这个概念并不是万无一失的:

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$id = 123

# this is the desired output:
# Number is 123:
# this DOES NOT WORK:
"Number is $id:"

如您所见的上述例子中,当您在双引号中放置变量时,PowerShell 自动判断变量的起止位置。而 : 被当成变量的一部分。要修复这个问题,您需要某种方法来明确地标记变量的起止位置。以下是一些修复这类问题的方法:

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$id = 123

# PowerShell escape character ends the variable
"Number is $id`:"
# braces "embrace" the variable name
"Number is ${id}:"
# subexpressions execute the code in the parenthesis
"Number is $($id):"
# the format operator inserts the array on the right into the
# placeholders in the template on the left
'Number is {0}:' -f $id
# which is essentially this:
'Number is ' + @($id)[0] + ':'

# careful with "addition": this requires the first
# element to be a string. So this works:
'Number is ' + $id + ':'
# this won't:
$id + " is the number"
# whereas this will again:
'' + $id + " is the number"

PowerShell 技能连载 - Get-PSCallStack 和调试

在前一个技能中我们使用 Get-PSCallStack 来确定代码的“调用深度”。今天我们来看看如何使用这个 cmdlet 来帮助调试。要演示这个功能,请将以下代码保存为一个脚本文件。将它保存为一个 ps1 文件十分重要。请在 PowerShell ISE 中执行它。

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function test1
{
test2
}

function test2
{
Wait-Debugger
Get-Process

}

test1

test1 调用了 test2,并且在 test2 中,有一个 Wait-Debugger 调用。这个 cmdlet 是从 PowerShell 5 开始引入的。它会导致代码暂停并调用调试器。如果您使用的是一个早版本的 PowerShell,那么可以通过 F9 键设置一个断点。当您运行这段代码时,调试器会在 Get-Process 正要执行之前暂停,并且该行代码会以黄色高亮(如果没有效果,请检查是否已将代码保存为文件?)。

在交互式的 PowerShell 控制台中,您现在可以键入 Get-PSCallStack 来检查在代码块中停在哪里:

[DBG]: PS C:\>> Get-PSCallStack

Command Arguments Location
------- --------- --------
test2   {}        a1.ps1: Line 11
test1   {}        a1.ps1: Line 5
a1.ps1  {}        a1.ps1: Line 14

输出结果显示您当前位于函数 test2 中,它是被 test1 调用,而 test1 是被 a1.ps1 调用。

您还可以通过 InvocationInfo 属性看到更多的信息:

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[DBG]: PS C:\>> Get-PSCallStack | Select-Object -ExpandProperty InvocationInfo


MyCommand : test2
BoundParameters : {}
UnboundArguments : {}
ScriptLineNumber : 5
OffsetInLine : 5
HistoryId : 17
ScriptName : C:\Users\tobwe\Documents\PowerShell\a1.ps1
Line : test2

PositionMessage : In C:\Users\tobwe\Documents\PowerShell\a1.ps1:5 Line:5
+ test2
+ ~~~~~
PSScriptRoot : C:\Users\tobwe\Documents\PowerShell
PSCommandPath : C:\Users\tobwe\Documents\PowerShell\a1.ps1
InvocationName : test2
PipelineLength : 1
PipelinePosition : 1
ExpectingInput : False
CommandOrigin : Internal
DisplayScriptPosition :

MyCommand : test1
BoundParameters : {}
UnboundArguments : {}
ScriptLineNumber : 14
OffsetInLine : 1
HistoryId : 17
ScriptName : C:\Users\tobwe\Documents\PowerShell\a1.ps1
Line : test1

PositionMessage : In C:\Users\tobwe\Documents\PowerShell\a1.ps1:14 Line:1
+ test1
+ ~~~~~
PSScriptRoot : C:\Users\tobwe\Documents\PowerShell
PSCommandPath : C:\Users\tobwe\Documents\PowerShell\a1.ps1
InvocationName : test1
PipelineLength : 1
PipelinePosition : 1
ExpectingInput : False
CommandOrigin : Internal
DisplayScriptPosition :

MyCommand : a1.ps1
BoundParameters : {}
UnboundArguments : {}
ScriptLineNumber : 0
OffsetInLine : 0
HistoryId : 17
ScriptName :
Line :
PositionMessage :
PSScriptRoot :
PSCommandPath :
InvocationName : C:\Users\tobwe\Documents\PowerShell\a1.ps1
PipelineLength : 2
PipelinePosition : 1
ExpectingInput : False
CommandOrigin : Internal
DisplayScriptPosition :

PowerShell 技能连载 - 发现嵌套层数

Get-PSCallStack 返回所谓的“调用堆栈”——它最基本的功能是告诉您代码的嵌套深度:每次进入一个脚本块,就将向堆栈加入一个新的对象。让我们看一看:

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function test1
{
$callstack = Get-PSCallStack
$nestLevel = $callstack.Count - 1
"TEST1: Nest Level: $nestLevel"
test2
}

function test2
{
$callstack = Get-PSCallStack
$nestLevel = $callstack.Count - 1
"TEST2: Nest Level: $nestLevel"
}

# calls test1 which in turn calls test2
test1
# calls test2 directly
test2

在这个例子中,您会看到两个函数。它们使用 Get-PSCallStack 来确定它们的“嵌套深度”。当运行 test1 时,它内部调用 test2,所以 test2 的嵌套深度为 2。而当您直接调用 test2,它的嵌套深度为 1:

TEST1: Nest Level: 1
TEST2: Nest Level: 2
TEST2: Nest Level: 1

还有一个使用相同技术的,更有用的示例:一个递归的函数调用,当嵌套深度为 10 层时停止递归:

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function testRecursion
{
$callstack = Get-PSCallStack
$nestLevel = $callstack.Count - 1
"TEST3: Nest Level: $nestLevel"

# function calls itself if nest level is below 10
if ($nestLevel -lt 10) { testRecursion }

}

# call the function
testRecursion

以下是执行结果:

TEST3: Nest Level: 1
TEST3: Nest Level: 2
TEST3: Nest Level: 3
TEST3: Nest Level: 4
TEST3: Nest Level: 5
TEST3: Nest Level: 6
TEST3: Nest Level: 7
TEST3: Nest Level: 8
TEST3: Nest Level: 9
TEST3: Nest Level: 10

PowerShell 技能连载 - 超级简单的密码生成器

以下是一个超级简单的生成随机密码的方法。这个方法确保不会使用有歧义的字符,但不会关心其它规则,例如指定字符的最小个数。

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$Length = 12
$characters = 'abcdefghkmnprstuvwxyz23456789§$%&?*+#'
$password = -join ($characters.ToCharArray() |
Get-Random -Count $Length)

$password

PowerShell 技能连载 - 优先使用 WLAN 连接

当您同时连接到 LAN 和 WLAN,并且希望指定一个优先的连接,那么您可以调整网络跃点。网络跃点值越小,网卡的优先级越高。

要列出当前首选项,请使用 Get-NetIPInterface。例如要将所有 WLAN 网卡的跃点值设成 10,请使用这行代码:

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Get-NetIPInterface -InterfaceAlias WLAN |
Set-NetIPInterface -InterfaceMetric 10

改变网络跃点值需要管理员权限。相关 cmdlet 在 Windows 10 和 Windows Server 2016/2019 中可用。

PowerShell 技能连载 - 向上下文菜单添加个人 PowerShell 命令

您可以针对文件类型,例如 PowerShell 文件,添加个人的上下文菜单。当您右键单击一个 .ps1 文件时,将显示这些上下文菜单命令。它们关联到个人账户,并且不需要管理员权限就可以设置。

以下是一个实现的脚本。只需要调整头两个变量:指定上下文菜单中需要出现的命令,以及需要执行的命令行。在这个命令中,使用 “%1“ 作为右键单击时 PowerShell 脚本路径的占位符:

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# specify your command name
$ContextCommand = "Open Script with Notepad"
# specify the command to execute. "%1" represents the file path to your
# PowerShell script
$command = 'notepad "%1"'


$baseKey = 'Registry::HKEY_CLASSES_ROOT\.ps1'
$id = (Get-ItemProperty $baseKey).'(Default)'
$ownId = $ContextCommand.Replace(' ','')
$contextKey = "HKCU:\Software\Classes\$id\Shell\$ownId"
$commandKey = "$ContextKey\Command"

New-Item -Path $commandKey -Value $command -Force
Set-Item -Path $contextKey -Value $ContextCommand

当您运行这段脚本时,将生成一个名为 “Open Script with Notepad” 的新的上下文菜单命令。您可以利用这个钩子并且设计任何命令,包括 GitHub 或备份脚本。

请注意:当您对 OpenWith 打开方式选择了一个非缺省的命令,那么自定义命令将不会在上下文菜单中显示。这个命令仅当记事本为缺省的 OpenWith 打开方式应用时才出现。

要移除所有上下文菜单扩展,请运行以下代码:

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$baseKey = 'Registry::HKEY_CLASSES_ROOT\.ps1'
$id = (Get-ItemProperty $baseKey).'(Default)'
$contextKey = "HKCU:\Software\Classes\$id"
Remove-Item -Path $contextKey -Recurse -Force

PowerShell 技能连载 - 用 PowerShell 锁定屏幕

以下是一个名为 Lock-Screen 的 PowerShell 函数,它可以锁定屏幕,禁止用户操作。可以指定一个自定义消息,并且可以在锁定时将屏幕调暗。

以下是一个调用示例:

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PS> Lock-Screen -LockSeconds 4 -DimScreen -Title 'Go away and come back in {0} seconds.'

以下是 Lock-Screen 的源码:

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Function Lock-Screen
{
[CmdletBinding()]
param
(
# number of seconds to lock
[int]
$LockSeconds = 10,

# message shown. Use {0} to insert remaining seconds
# do not use {0} for a static message
[string]
$Title = 'wait for {0} more seconds...',

# dim screen
[Switch]
$DimScreen
)

# when run without administrator privileges, the keyboard will not be blocked!

# get access to API functions that block user input
# blocking of keyboard input requires admin privileges
$code = @'
[DllImport("user32.dll")]
public static extern int ShowCursor(bool bShow);

[DllImport("user32.dll")]
public static extern bool BlockInput(bool fBlockIt);
'@

$userInput = Add-Type -MemberDefinition $code -Name Blocker -Namespace UserInput -PassThru

# get access to UI functionality
Add-Type -AssemblyName PresentationFramework
Add-Type -AssemblyName PresentationCore

# set window opacity
$opacity = 1
if ($DimScreen) { $opacity = 200 }

# create a message label
$label = New-Object -TypeName Windows.Controls.Label
$label.FontSize = 60
$label.FontFamily = 'Consolas'
$label.FontWeight = 'Bold'
$label.Background = 'Transparent'
$label.Foreground = 'Blue'
$label.VerticalAlignment = 'Center'
$label.HorizontalAlignment = 'Center'


# create a window
$window = New-Object -TypeName Windows.Window
$window.WindowStyle = 'None'
$window.AllowsTransparency = $true
$color = [Windows.Media.Color]::FromArgb($opacity, 0,0,0)
$window.Background = [Windows.Media.SolidColorBrush]::new($color)
$window.Opacity = 0.8
$window.Left = $window.Top = 0
$window.WindowState = 'Maximized'
$window.Topmost = $true
$window.Content = $label

# block user input
$null = $userInput::BlockInput($true)
$null = $userInput::ShowCursor($false)

# show window and display message
$null = $window.Dispatcher.Invoke{
$window.Show()
$LockSeconds..1 | ForEach-Object {
$label.Content = ($title -f $_)
$label.Dispatcher.Invoke([Action]{}, 'Background')
Start-Sleep -Seconds 1
}
$window.Close()
}

# unblock user input
$null = $userInput::ShowCursor($true)
$null = $userInput::BlockInput($false)
}

请注意 Lock-Screen 需要管理员权限才能完全禁止用户输入。

PowerShell 技能连载 - 禁止用户输入

如果一个 PowerShell 脚本需要进行危险的操作,而且用户操作必须被禁止,那么您可以使用 API 来临时禁止所有键盘输入。锁定键盘输入不需要管理员权限。

以下是一个演示如何阻止所有键盘输入 4 秒钟的脚本:

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#requires -RunAsAdministrator
# when run without administrator privileges, the keyboard will not be blocked!

# get access to API functions that block user input
# blocking of keyboard input requires administrator privileges
$code = @'
[DllImport("user32.dll")]
public static extern bool BlockInput(bool fBlockIt);
'@

$userInput = Add-Type -MemberDefinition $code -Name Blocker -Namespace UserInput -PassThru

# block user input
$null = $userInput::BlockInput($true)

Write-Warning "Your input has been disabled for 4 seconds..."
Start-Sleep -Seconds 4

# unblock user input
$null = $userInput::BlockInput($false)