PowerShell 腳本

核心理念： PowerShell 不僅僅是命令提示符的升級版，它是構建于 .NET Framework/.NET Core 之上的自動化引擎和腳本語言，融合了命令行的高效與編程語言的強大。

一、 PowerShell 腳本的本質與優勢

面向對象 (Object-Oriented)：
- 命令 (Cmdlets) 處理的是對象 (如文件、進程、服務)，而非純文本。
- 輸出可通過管道傳遞對象及其豐富屬性 (Get-Member)。
強大的管道 (Pipeline)：
- 基于對象傳遞 (Command1 | Command2 | Command3)。
- 支持流式處理，提高效率。
- 過濾 (Where-Object) 和操作 (ForEach-Object) 對象極為靈活。
一致的語法 (Verb-Noun)：
- Cmdlets 命名遵循 動詞-名詞 模式 (e.g., Get-Process, Set-Service, Stop-Job)。
- 提高可發現性和可讀性。
深度集成 .NET：
- 可直接調用 .NET Framework/Core 類庫，擴展功能無限。
- [System.Math]::Sqrt(9) 或 (New-Object System.Net.WebClient).DownloadString('url')。
可發現性：
- Get-Command: 查找命令。
- Get-Help: 獲取詳細幫助 (-Full, -Examples, -Online)。
- Get-Member: 探索對象屬性與方法。

二、腳本基礎：創建與執行

文件擴展名： .ps1
創建腳本：
- 使用任何文本編輯器 (推薦 VS Code + PowerShell 擴展) 或 PowerShell ISE (舊版)。
執行腳本：
- 基礎方式： .\YourScript.ps1 (注意點號和反斜杠，表示當前目錄)。
- 關鍵障礙：執行策略 (Execution Policy)：
  - 目的：防止無意或惡意腳本運行。
  - 查看：Get-ExecutionPolicy
  - 常見策略：
    - Restricted: (默認) 禁止運行任何腳本。
    - AllSigned: 只運行受信任發布者簽名的腳本。
    - RemoteSigned: (推薦) 本地腳本可運行，下載的腳本需簽名。
    - Unrestricted: (危險) 允許所有腳本運行（有警告）。
  - 更改 (需管理員權限)：Set-ExecutionPolicy RemoteSigned (通常設置作用域 -Scope CurrentUser)。
  - 繞過策略 (單次執行)： powershell.exe -ExecutionPolicy Bypass -File .\YourScript.ps1 (慎用)。

三、腳本核心編程要素

變量：
- 定義：$variableName = value (e.g., $count = 10, $files = Get-ChildItem).
- 弱類型，但可強類型化：[int]$number = "42" (會轉換)。
- 作用域：$global:var, $script:var, $private:var, $local:var (默認)。
數據類型：
- 自動推斷，也可顯式聲明：[string], [int], [datetime], [array], [hashtable], 自定義 .NET 類型等。
- GetType() 方法查看對象類型。
運算符：
- 算術：+, -, *, /, %
- 賦值：=, +=, -=, *=, /=
- 比較：-eq (等于), -ne, -gt, -lt, -ge, -le, -like (通配符), -match (正則), -contains, -in
- 邏輯：-and, -or, -not (!)
- 其他：.. (范圍運算符 e.g., 1..5), -is (類型檢查), -as (類型轉換)。
控制流：
- 條件：
```
if ($condition) { ... }
elseif ($otherCondition) { ... }
else { ... }
```
  - switch 語句：
```
switch -Regex ($value) {
    'pattern1' { ... }
    'pattern2' { ... }
    default { ... }
}
```
- 循環：
  - 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.
輸入與輸出：
- 輸入：
  - 參數 (見函數部分)。
  - Read-Host "Prompt message" (命令行交互)。
  - 管道輸入 ($input 自動變量或在函數/腳本塊中使用 param() + ValueFromPipeline）。
- 輸出：
  - 任何未捕獲或賦值的對象都會輸出到管道/控制臺。
  - 顯式輸出：Write-Output (或直接放置對象)，Write-Host (直接到主機，不進入管道，通常僅用于用戶交互信息)。
  - 格式化輸出：Format-Table, Format-List, Format-Wide, Out-GridView (交互式表格)。
  - 導出：Out-File, Export-Csv, Export-Clixml, ConvertTo-Json 等。
數組與哈希表：
- 數組： $array = 1, 2, 3 或 $array = @(1, 2, 3)。索引訪問 $array[0]。動態增長。
- 哈希表 (字典)： $hash = @{ Key1 = 'Value1'; Key2 = 'Value2' }。訪問 $hash['Key1'] 或 $hash.Key1。用于鍵值對存儲和參數 splatting (@hash)。

四、函數：代碼復用的基石

基礎函數：

function Get-Greeting {
    param(
        [string]$Name = "World" # 帶默認值的參數
    )
    "Hello, $Name!"
}
Get-Greeting -Name "PowerShell"

高級函數：

使用 [CmdletBinding()] 屬性，獲得類似 Cmdlet 的功能：
- 支持 -Verbose, -Debug, -ErrorAction, -WhatIf, -Confirm 等通用參數。
- 顯式參數聲明 ([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

參數詳解：
- Mandatory=$true: 強制參數。
- ValueFromPipeline=$true: 接受管道輸入。
- ValueFromPipelineByPropertyName=$true: 輸入對象屬性名匹配參數名時綁定。
- Position=0: 位置參數。
- ValidateSet('Option1', 'Option2'): 驗證參數值在集合內。
- ValidatePattern('regex'): 正則驗證。
- ValidateRange(1, 100): 數值范圍驗證。
- [Alias('ShortName')]: 為參數定義別名。
begin, process, end 塊：
- begin: 管道輸入開始前執行一次 (初始化)。
- process: 對管道輸入的每個對象執行一次 (核心處理邏輯)。
- end: 所有管道輸入處理完成后執行一次 (清理、匯總)。

五、錯誤處理：構建健壯腳本

錯誤類型：
- 終止錯誤 (Terminating Errors)： 嚴重錯誤，停止當前命令/腳本執行 (e.g., 語法錯誤、未捕獲異常、throw 語句)。
- 非終止錯誤 (Non-Terminating Errors)： 可恢復錯誤，命令繼續執行 (e.g., Get-ChildItem 訪問部分無權限的文件)。
錯誤處理機制：
- -ErrorAction 參數： 控制命令對非終止錯誤的處理方式：
  - SilentlyContinue: 靜默忽略錯誤，繼續執行。
  - Stop: 將非終止錯誤轉換為終止錯誤。
  - Continue: (默認) 顯示錯誤并繼續。
  - Inquire: 詢問用戶如何處理。
- $ErrorActionPreference 變量： 設置當前作用域默認的錯誤操作首選項。
- try...catch...finally 塊： 捕獲和處理終止錯誤。
```
try {
    # 可能引發終止錯誤的代碼
    Get-Content -Path "NonexistentFile.txt" -ErrorAction Stop
}
catch [System.IO.FileNotFoundException] {
    Write-Host "文件未找到錯誤: $($_.Exception.Message)"
}
catch {
    Write-Host "其他錯誤: $($_.Exception.GetType().FullName)"
}
finally {
    # 無論是否出錯都會執行的清理代碼 (e.g., 關閉文件、釋放資源)
}
```
- $Error 自動變量： 包含會話中最近錯誤的數組 (最新錯誤在 $Error[0])。$_.Exception 包含異常的詳細信息。
- throw 語句： 主動拋出終止錯誤。

六、模塊化與代碼組織

模塊 (Modules)：
- 封裝 PowerShell 功能 (函數、Cmdlets、變量、別名) 的可復用包。
- 文件擴展名 .psm1 (腳本模塊) 或 .dll (二進制模塊)。
- 導入模塊： Import-Module ModuleName。
- 查找模塊： Find-Module (需注冊 PSRepository，默認是 PowerShellGallery) -> Install-Module -> Import-Module。
- 創建模塊： 將相關函數保存在 .psm1 文件中，通常伴隨一個描述模塊的 .psd1 (模塊清單) 文件。New-ModuleManifest 創建清單。
點源加載 (Dot Sourcing)：
- 在當前作用域執行另一個腳本文件中的內容 (函數、變量)。
- 語法：. .\LibraryFunctions.ps1 (注意第一個點后有空格)。
- 常用于在腳本間共享函數庫。

七、腳本安全最佳實踐

最小特權原則： 腳本運行所需權限。
代碼簽名：
- 使用數字證書 (New-SelfSignedCertificate 或購買商業證書) 對腳本簽名 (Set-AuthenticodeSignature)。
- 設置 AllSigned 執行策略要求所有腳本必須簽名。
輸入驗證： 對所有外部輸入 (參數、文件、用戶輸入) 進行嚴格驗證。
避免硬編碼敏感信息： 使用安全方式存儲憑據：
- Get-Credential 提示用戶輸入。
- Export-Clixml 加密存儲 (僅限同一用戶同一機器)：
```
$cred = Get-Credential
$cred | Export-Clixml -Path "C:\secure\mycred.xml"
$storedCred = Import-Clixml -Path "C:\secure\mycred.xml"
```
- 企業環境考慮使用密鑰管理系統 (e.g., Azure Key Vault)。
謹慎處理遠程內容： 驗證下載腳本/配置的來源和完整性。
日志記錄： 使用 Start-Transcript, Write-Verbose, Write-Debug, Write-Information 或自定義日志函數記錄腳本操作和錯誤。
代碼審查： 對重要腳本進行同行審查。

八、調試技巧

集成腳本環境 (ISE) / VS Code：
- 設置斷點、單步執行、查看變量值、調用堆棧。
命令行調試：
- Set-PSBreakpoint: 在行、變量、命令上設置斷點。
- Debug-Job: 調試后臺作業。
- -Debug 參數：進入調試模式。
Write-Debug 語句： 在腳本中插入調試信息，僅當 $DebugPreference = 'Continue' 或運行腳本時使用 -Debug 參數時才顯示。
$PSBoundParameters / Get-Variable: 查看傳入參數或變量值。
Out-GridView / Export-Csv: 將復雜對象輸出到可視化表格或文件查看。

九、進階主題概覽

后臺作業 (Start-Job, Get-Job, Receive-Job, Remove-Job, Wait-Job)： 異步執行任務。
計劃任務 (Register-ScheduledJob, Scheduled Tasks): 定時執行腳本。
遠程處理 (Enter-PSSession, Invoke-Command): 在遠程計算機上執行命令/腳本 (需啟用 WinRM/SSH)。
工作流 (Workflow): 處理長時間運行、需持久化、可并行/序列化步驟的任務 (注意：PowerShell Workflow 在 7.x 中已棄用，考慮替代方案如 Azure 自動化)。
類 (class) (PowerShell 5.0+): 支持定義自定義類，面向對象編程。
DSC (Desired State Configuration): 聲明式配置管理框架 (雖然核心發展轉向云原生方案，但概念仍有價值)。
PowerShell Core (v6+): 跨平臺 (Windows, Linux, macOS)，基于 .NET Core，是未來發展方向。

十、學習資源

官方文檔： Microsoft Docs - PowerShell (https://learn.microsoft.com/en-us/powershell/) 是最權威、最全面的資源。
書籍：
- "Learn Windows PowerShell in a Month of Lunches" (經典入門)
- "Windows PowerShell Cookbook" (實用技巧手冊)
- "PowerShell in Depth" (深入詳解)
社區：
- PowerShell Gallery (https://www.powershellgallery.com/): 查找和共享模塊、腳本。
- Stack Overflow (https://stackoverflow.com/questions/tagged/powershell): 提問和解答問題。
- Reddit (/r/PowerShell): 社區討論。
- GitHub: 大量開源 PowerShell 項目和腳本。
博客： PowerShell Team Blog, 4sysops, Adam the Automator 等。

總結： PowerShell 腳本是強大的自動化工具。掌握其面向對象、管道、函數、錯誤處理、模塊化和安全核心概念，結合實踐和社區資源，能顯著提升 IT 運維、DevOps 和開發效率。從基礎命令開始，逐步構建復雜腳本和模塊，是有效的學習路徑。始終將安全性和健壯性放在首位。

posted @ 2025-06-29 19:38 kyle_7Qc 閱讀(125) 評論(0) 收藏舉報

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PowerShell 腳本

一、 PowerShell 腳本的本質與優勢

二、腳本基礎：創建與執行

三、腳本核心編程要素

四、函數：代碼復用的基石

五、錯誤處理：構建健壯腳本

六、模塊化與代碼組織

七、腳本安全最佳實踐

八、調試技巧

九、進階主題概覽

十、學習資源

公告

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PowerShell 腳本

一、 PowerShell 腳本的本質與優勢

二、 腳本基礎：創建與執行

三、 腳本核心編程要素

四、 函數：代碼復用的基石

五、 錯誤處理：構建健壯腳本

六、 模塊化與代碼組織

七、 腳本安全最佳實踐

八、 調試技巧

九、 進階主題概覽

十、 學習資源

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二、腳本基礎：創建與執行

三、腳本核心編程要素

四、函數：代碼復用的基石

五、錯誤處理：構建健壯腳本

六、模塊化與代碼組織

七、腳本安全最佳實踐

八、調試技巧

九、進階主題概覽

十、學習資源