PowerShell

PowerShell (poprzednio Windows PowerShell, Microsoft Shell lub MSH, nazwa kodowa Monad) – interpreter poleceń opracowany przez firmę Microsoft. Początkowo był to składnik systemu Windows, znany jako Windows PowerShell. Wraz z wprowadzeniem PowerShell Core jest to oprogramowanie wieloplatformowe oraz open-source^[1][2][3].

PowerShell

Logo programu
Zrzut ekranu Windows PowerShell 7.1.5 w Windows Terminal
Autor	Microsoft
Pierwsze wydanie	14 listopada 2006
Aktualna wersja stabilna	7.4.6 (22 października 2024) [±]
Platforma sprzętowa	x86, x64, ARM
System operacyjny	Windows: 10, 11, Server 2016, Server 2019, Server 2022; Linux, Mac OS X
Rodzaj	interpreter poleceń
Licencja	MIT
Strona internetowa

Jest znacznie bardziej rozbudowany w stosunku do wcześniejszych interpreterów COMMAND.COM i cmd.exe, stosowanych w systemach operacyjnych MS-DOS i Microsoft Windows. PowerShell został wydany w 2006 roku i jest dostępny dla Windows XP SP2, Windows Server 2003 i nowszych oraz Linux i OS X. Jest wbudowany w Microsoft Windows Server 2008 i Microsoft Windows Server 2012 jako cecha opcjonalna (nie instalowana automatycznie).

PowerShell jest zintegrowany z .NET Framework i dostarcza środowisko do wykonywania zadań administracyjnych wykonywanych poleceniami cmdlets.

Od 2008 roku, common criteria (lista warunków, które muszą zostać spełnione) dla wszystkich produktów serwerowych Microsoft zawiera zarządzanie przez PowerShell. Oznacza to, że przy pomocy interpretera poleceń wykonać można każde działanie administracyjne na każdym współczesnym produkcie. Dzięki temu znacząco ujednolica i upraszcza się skryptowe zarządzanie środowiskiem.

Charakterystyczną cechą PowerShell, odróżniającą go od innych interpreterów poleceń, jest logika obiektowa. Wynikiem każdego polecenia nie jest ciąg znaków na ekranie, ale obiekt określonego typu. W przypadku braku wskazania, co z danym obiektem należy zrobić, część jego właściwości wyświetlana jest na ekranie. Możliwe jest jednak bardziej zaawansowane wykorzystanie metod i właściwości zwróconego obiektu. Przykładowo polecenie Get-ChildItem (lub jego alias dir albo ls) zwraca listę plików i katalogów w bieżącej lokalizacji. Z otrzymanej przez Get-ChildItem | Get-Member listy, widać jednak, że można łatwo zastosować metodę Delete, bądź sięgnąć do właściwości LastAccessTime czy Attributes.

Każda funkcja dostępna przez API systemu jest możliwa do wywołania z PowerShell. Oznacza to, że nie ma takiej opcji związanej z zarządzaniem systemem, której nie dałoby się wykonać poprzez skrypt PowerShell.

Projekt

Polecenia cmdlet

Cmdlety są specjalnymi komendami w środowisku PowerShell, które implementują konkretne funkcje. Są one rodzimymi komendami w stosie PowerShell. Ich nazwy są tworzone na zasadzie Czasownik-Rzeczownik, np. Get-ChildItem, przez co ich nazwa jednocześnie opisuje działanie komend^[4]. Cmdlety zwracają rezultaty w postaci obiektów lub ich zbiorów (także w postaci tablic) i mogą opcjonalnie odbierać dane wejściowe w tej formie, czyniąc je odpowiednimi do użycia w roli „odbiorców” w potoku. Gdy jednak PowerShell zezwala na zapisywanie w potoku tablic i innych zbiorów obiektów, cmdlety zawsze przetwarzają obiekty indywidualnie. W przypadku zbiorów obiektów, PowerShell kolejno wywołuje cmdleta na każdym obiekcie ze zbioru^[4].

Cmdlety są wyspecjalizowanymi klasami .NET, których instancje są tworzone i wywoływane przez runtime PowerShella w trakcie działania środowiska. Cmdlety wywodzą się zCmdlet lub z PSCmdlet; PSCmdlet była używana, gdy zachodziła konieczność interakcji cmdleta z runtime PowerShella^[4]. Te klasy bazowe definiowały konkretne metody - BeginProcessing(), ProcessRecord() oraz EndProcessing() – które były przeciążane przez implementację cmdleta w celu zapewnienia funkcjonalności. Gdy tylko cmdlet był uruchamiany, PowerShell kolejno wywoływał te metody, a ProcessRecord() była wywoływana, gdy otrzymała dane wejściowe potoku^[5]. Jeśli wysłano kolekcję obiektów, metoda jest wywoływana osobno dla każdego z nich. Klasa implementująca Cmdleta musi mieć jeden atrybut .NET - CmdletAttribute – określa on czasownik i rzeczownik, które tworzą nazwę cmdleta. Wspólne czasowniki są numerowane.^[6][7]

Jeśli cmdlet otrzyma dane wejściowe z potoku lub z parametru wiersza poleceń, w klasie musi być odpowiednia właściwość, wraz z zaimplementowanym mutatorem. PowerShell wywołuje mutatora poprzez wartość parametru lub przez dane wejściowe potoku, które mutator zapisuje jako zmienne w klasie. Następnie do tych wartości odnoszą się metody, które implementują tę funkcjonalność. Właściwości które mapują się do parametrów wiersza poleceń są oznaczone przez ParameterAttribute^[8] i zdefiniowane, zanim nastąpi odwołanie do metodyBeginProcessing(). Te, które odnoszą się do danych wejściowych potoku, są również określone przez ParameterAttribute, ale mają zdefiniowany parametrValueFromPipeline^[9].

Implementacja takich klas cmdletów może odwołać się do dowolnego API w .NET i może być napisana w dowolnym języku .NET. Dodatkowo PowerShell udostępnia konkretne interfejsy, takie jak WriteObject(), używany do korzystania ze specyficznych funkcjonalności PowerShell, jak np. zapisywanie obiektów wynikowych do potoku. Cmdlety mogą uzyskać bezpośredni dostęp do danych .NET lub za pomocą infrastruktrury Dostawców PowerShella, dzięki którym zbiory danych są adresowalne przy użyciu unikalnych ścieżek. Te zbiory są oznaczone literami dysków (oraz zaadresowane jako katalogi). Usługodawcy PowerShella zapewniają dostęp do m.in. systemu plików, rejestru, zbioru certyfikatów, a także do przestrzeni nazw dla aliasów komend, zmiennych i funkcji^[10]. PowerShell zawiera także różnorodne cmdlety do zarządzania poszczególnymi systemami Windows, a także systemami plików. Ponadto mogą one wykorzystać narzędzie WMI do kontroli komponentów systemu Windows. Inne aplikacje mogą rejestrować cmdlety za pośrednictwem PowerShella, tym samym pozwalając środowisku na zarządzanie nimi.

PowerShell V2 zawiera nieco bardziej „przenośną wersję” Cmdletów, które są nazywane modułami. PowerShell V2 wydał następujące oświadczenie:

„Moduły pozwalają programistom i administratorom skryptów na podział i organizację swojego kodu w PowerShell w samodzielne segmenty wielokrotnego użytku. Kod z segmentu wykonuje we własnym autonomicznym kontekście i nie wywiera wpływu na obiekty poza nim. Moduły pozwalają także definiować ograniczone środowisko za pomocą skryptu.”^[11]

Potoki

Podobnie jak w systemie Linux, cmdlety PowerShell można ze sobą łączyć za pomocą potoków (ang. pipeline). Łączenie polega na tym, że dane wyjściowe jednego polecenia są uwzględnione, lub będą działać jako wejście do innego polecenia. Przykładowo, rezultat polecenia Get-Process można doprowadzić za pomocą potoku do Where-Object w celu odfiltrowania każdego procesu, który ma poniżej 10 MB pamięci stronicowanej, a następnie do komendy Sort-Object (by np. sortować obiekty na podstawie ilości operacji), i ostatecznie do komendy Select-Object w celu wybrania pierwszych 10 procesów^[12].

Analogicznie jak w przypadku potoków Uniksowych, potoki PowerShell pozwalają na tworzenie złożonych komend, której poszczególne etapy są łączone za pomocą operatora |. Różnica między potokami z obu środowisk polega na tym, że etapy komendy są wykonywane w ramach PowerShella, a nie jako zbiór procesów koordynowany przez system operacyjny, ponadto pomiędzy etapami przekazywane są obiekty .NET zamiast strumienia bajtów. Dzięki korzystaniu z obiektów i wykonywaniu etapów w ramach PowerShella nie ma potrzeby serializacji struktur danych, ani wyodrębniania ich przez bezpośrednie parsowanie tekstu wyjściowego. Obiekt może także enkapsulować konkretne funkcje działające na zawartych w nim danych, do których dostęp będzie miała docelowa komenda^[13][14]. W przypadku ostatniego cmdleta w potoku, PowerShell automatycznie łączy jego obiekty wyjściowe do cmdleta Out-Default, który przekształca obiekty w strumień sformatowanych obiektów, a następnie wyświetla je na ekranie^[15][16].

Ponieważ wszystkie obiekty PowerShella są obiektami typu .NET, współdzielą między sobą metodę .ToString(), która zwraca dane z obiektu w formie tekstowej. Dodatkowo, PowerShell pozwala na zdefiniowanie sposobu formatowania: tekstowa reprezentacja obiektów może być skonfigurowana poprzez wybranie, jaki typ danych będzie wyświetlony i w jaki sposób to nastąpi. Jednak w celu zachowania kompatybilności wstecznej, jeśli dojdzie do sytuacji, w której zewnętrzny plik wykonywalny zostanie użyty w potoku, otrzyma on strumień tekstu reprezentujący obiekt, zamiast bezpośrednio zintegrować się z systemem typu PowerShell^[17][18][19].

Pożądany stan konfiguracji

Pożądany stan konfiguracji (z ang. Desired State Configuration - DSC) pozwala na deklaratywne określenie sposobu, w jaki ma zostać skonfigurowane środowisko oprogramowania^[20].

Po uruchomieniu „konfiguracji”, DSC sprawdza, czy stan systemu jest zgodny ze stanem opisanym w konfiguracji. Konfiguracje DSC są idempotentne. Tzw. „Lokalny menedżer konfiguracji” (ang. Local Configuration Manager - LCM) okresowo wysyła zapytania do systemu za pomocą przepływu sterowania opisanego przez „zasoby” (nadrzędne kawałki DSC), aby upewnić się, że stan konfiguracji jest zachowany.

Cmdlets a inne komendy

Poniższa tabela zawiera polecenia Cmdlets dostarczane z PowerShell porównane do odpowiadających im komend z konkurencyjnych interpreterów komend. Każde polecenie składa się z dwóch części: czasownikowej (get, set, clear itp.) oraz rzeczownikowej (location, host, process itp.). Dzięki temu nauczenie się dwóch stosunkowo niedługich list słów kluczowych pozwala na praktyczne użycie ponad stu dostępnych poleceń. Polecenia dotyczące zwykle plików i katalogów mają znacznie szersze działanie i dotyczą obiektów w dowolnej przestrzeni nazw. Przykładowo mogą dotyczyć równie dobrze plików, jak i gałęzi w rejestrze.

Windows PowerShell (Cmdlet)	Windows PowerShell (Alias)	cmd.exe / COMMAND.COM (MS-DOS, Windows, OS/2, etc.)	Bash (Unix, BSD, GNU/Linux, etc.)	Opis
Set-Location	sl, cd, chdir	cd, chdir	cd	Zmienia aktualną lokalizację (katalog, gałąź rejestru, repozytorium certyfikatów)
Clear-Host	cls, clear	cls	clear	Czyści ekran
Copy-Item	cpi, copy, cp	copy	cp	Kopiuje obiekty (np. pliki) lub fragment struktury (np. drzewo katalogów)
Get-Help	help, man	help	man	Wyświetla pomoc do komend
Get-Command	gcm	help	type, which, compgen	Wyświetla listęp dostępnych komend
Get-Location	gl, cd, pwd	cd	pwd	Wyświetla ścieżkę do obecnego katalogu
Move-Item	mi, move, mv	move	mv	Przenosi plik/katalog do nowej lokalizacji
Remove-Item	ri, del, rmdir, rd, rm	del, rmdir, rd	rm, rmdir	Usuwa obiekt (plik, katalog itp.)
Rename-Item	rni, ren	ren	mv	Zmienia nazwę obiektu (pliku, katalogu itp.)
Get-ChildItem	gci, dir, ls	dir	ls	Zwraca wszystkie obiekty w bieżącej lokalizacji. (Na przykład pliki w aktualnym katalogu)
Write-Output	echo, write	echo	echo	Wyświetla łańcuchy, zmienne itd. na ekranie
Pop-Location	popd	popd	popd	Zamienia aktualną lokalizację na lokalizację ostatnio przesuniętą na stos
Push-Location	pushd	pushd	pushd	Przesuwa aktualną lokalizację na stos
Set-Variable	sv, set	set	set	Wyświetla wartość zmiennej/Tworzy zmienną
Get-Content	gc, type, cat	type	cat	Wyświetla zawartość obiektu (np. pliku)
Get-Process	gps, ps	tlist, tasklist	ps	Wypisuje aktualnie uruchomione procesy
Stop-Process	spps, kill	kill, taskkill	kill	Zatrzymuje uruchomiony proces
Select-String	sls	find, findstr	grep	Wyświetla dane, które są zgodne z podanym ciagiem znaków
Tee-Object	tee	?	tee	Tuneluje wejście do pliku lub zmiennej, przenosi wejście wzdłuż tunelu
Test-Connection	N/A	ping	ping	Wysyła zapytanie ping (ICMP Echo Request) z komputera użytkownika do konkretnego urządzenia, bądź też wydaje polecenie innemu urządzeniu, aby wykonął tę operację
Invoke-WebRequest	iwr, curl, wget	N/A	wget, curl	Pobiera zawartość strony internetowej

Przykłady

Jedne z najbardziej przydatnych:

• Zatrzymuje wszystkie procesy, których nazwa zaczyna się na literę „c”:

PS> Get-Process c* | Stop-Process

• Szuka procesu, który zużywa więcej niż 300 MB i zatrzymuje go (ang. kill):

PS> Get-Process | Where-Object { $_.WS -gt 300MB } | Stop-Process

• Listuje wszystkie uruchomione usługi:

PS> Get-Service | Where-Object { $_.Status -eq "Running" } | Format-Table Name, DisplayName

• Znajduje i usuwa wszystkie pliki z rozszerzeniem XYZ folderu „C:\test” i jego podfolderów:

PS> Get-ChildItem C:\test\* -Include *.xyz -Recurse | Remove-Item

• Listuje wszystkie zdefiniowane aliasy:

PS> Get-Alias

• Listuje wszystkie polecenia (cmdlety, aplikacje lub aliasy) zaczynające się ciągiem znaków „new”:

PS> Get-Command new*

• Wyświetla pomoc dla polecenia get-command:

PS> Get-Help Get-Command

Rozszerzenia plików

• PS1 – skrypty powłoki (ang. shell) Windows PowerShell.

Uwaga! Domyślne ustawienia PowerShell nie pozwalają na uruchamianie skryptów niepodpisanych cyfrowo(inne języki). Ustawienie to można zmienić poleceniem Set-ExecutionPolicy (patrz: get-help about_signing).

• PS1XML – typ i struktura danych Windows PowerShell.
• PSC1 – plik konsoli Windows PowerShell.

Wsparcie dla aplikacji

Aplikacja	Wersja	Cmdlets	Usługodawca	Zarządzane poprzez GUI
Exchange Server	2007	402	Tak	Tak
Windows Server	2008	Tak	Tak	Nie
Microsoft SQL Server	2008	Tak	Tak	Nie
Microsoft SharePoint	2010	Tak	Tak	Nie
System Center Configuration Manager	2012 R2	400+	Tak	Nie
System Center Operations Manager	2007	74	Tak	Nie
System Center Virtual Machine Manager	2007	Tak	Tak	Tak
System Center Data Protection Manager	2007	Tak	Nie	Nie
Windows Compute Cluster Server	2007	Tak	Tak	Nie
Microsoft Transporter Suite dla Lotus Domino[21]	08.02.0012	47	Nie	Nie
Microsoft PowerTools dla Open XML[22]	1.0	33	Nie	Nie
IBM WebSphere MQ[23]	6.0.2.2	44	Nie	Nie
Quest Management Shell for Active Directory[24]	1.6	95	Nie	Nie
Special Operations Software Specops Command[25]	1.0	Tak	Nie	Tak
VMware vSphere PowerCLI[26]	6.3 R1	455	Tak	Tak
Internet Information Services[27]	7.0	54	Tak	Nie
Windows 7 Troubleshooting Center[28]	6.1	Tak	Nie	Tak
Microsoft Deployment Toolkit[29]	2010	Tak	Tak	Tak
NetApp Data ONTAP PowerShell Toolkit[30][31]	4.1	1848	Tak	Tak
JAMS Scheduler – Job Access & Management System[32]	5.0	52	Tak	Tak
UIAutomation[33]	0.8	432	Nie	Nie
Dell Equallogic[34]	3.5	55	Nie	Nie
LOGINventory[35]	5.8	Tak	Tak	Tak
SePSX[36]	0.4.1	39	Nie	Nie

Alternatywne implementacje

Projekt Pash (nazwa jest grą słów Uniksowej powłoki „bash”^[37]) był otwartym oprogramowaniem i wieloplatformową reimplementacją PowerShella zrobioną za pomocą frameworka Mono. Pash został napisany w języku C# przez Igora Moochnicka i wydany na licencji GNU. Rozwój tego projektu wstrzymano w roku 2008 i wznowiono w 2012.^[37][38]

Przypisy

1. r, Co nowego w programie PowerShell 7.0 - PowerShell [online], docs.microsoft.com [dostęp 2021-07-03] (pol.).
2. Microsoft kocha Linuksa. Otwarty PowerShell jest tego dowodem [online], dobreprogramy [dostęp 2021-07-03] (pol.).
3. r, Cykl życia pomocy technicznej programu PowerShell Core - PowerShell [online], docs.microsoft.com [dostęp 2021-07-03] (pol.).
4. Windows PowerShell Cmdlets. [dostęp 2016-08-05].
5. Creating Your first Cmdlet. [dostęp 2016-08-05].
6. Get-Verb. TechNet, 8 maja 2014.
7. Cmdlet Overview. MSDN, 8 maja 2014.
8. Adding parameters That Process Command Line Input. [dostęp 2016-08-05].
9. Adding parameters That Process Pipeline Input. [dostęp 2016-08-05].
10. Windows PowerShell Providers. [dostęp 2016-08-05].
11. Windows Management Framework (Windows PowerShell 2.0, WinRM 2.0, and BITS 4.0). 24 września 2014. [dostęp 2016-08-05].
12. Grzegorz Gałęzowski: Kurs programowania w PowerShell cz.5. 08-10-2011.
13. Don Jones: Windows PowerShell – Rethinking the Pipeline. [w:] Microsoft TechNet [on-line]. Microsoft, 2008. [dostęp 2016-08-05].
14. Windows PowerShell Object Concepts. [dostęp 2007-11-28]. [zarchiwizowane z tego adresu (2007-08-19)].
15. PowerShell Team: How PowerShell Formatting and Outputting REALLY works. [dostęp 2016-08-05]. [zarchiwizowane z tego adresu (19 listopada 2007)].
16. PowerShell Team: More – How does PowerShell formatting really work?. [dostęp 2016-08-05]. [zarchiwizowane z tego adresu (25 marca 2008)].
17. about_Pipelines, [w:] TechNet [online], Microsoft, 8 maja 2014.
18. about_Objects. [w:] TechNet [on-line]. Microsoft, 8 maja 2014.
19. about_Format.ps1xml, [w:] TechNet [online], Microsoft, 8 maja 2014.
20. E. Slesar: Windows PowerShell Desired State Configuration Overview. 16 maja 2016.
21. Microsoft Transporter Suite for Lotus Domino. [dostęp 2016-08-05].
22. PowerTools for Open XML. [dostęp 2016-08-05].
23. MO74: WebSphere MQ – Windows PowerShell Library. [dostęp 2016-08-05].
24. PowerShell Commands for Active Directory by Quest Software. [dostęp 2016-08-05].
25. PowerShell Remoting through Group Policy. [dostęp 2016-08-05]. [zarchiwizowane z tego adresu (10 stycznia 2008)].
26. VMware vSphere PowerCLI. [dostęp 2016-08-05].
27. Windows PowerShell : IIS7 PowerShell Provider Tech Preview 2. [dostęp 2016-08-05].
28. Kudos to the Win7 Diagnostics Team. [dostęp 2016-08-05].
29. Niehaus Michael: MDT 2010 New Feature #16: PowerShell support. 10 lipca 2009. [dostęp 2016-08-05].
30. Kudos to NetApp for Data ONTAP PowerShell ToolKit. [dostęp 2016-08-05].
31. PowerShell Toolkit 3.2 Announcement. [dostęp 2016-08-05].
32. Heterogeneous Job Scheduling With PowerShell. [dostęp 2016-08-05].
33. UIAutomation PowerShell Extensions. [dostęp 2016-08-05].
34. EqualLogic HIT-ME with PowerShell. [dostęp 2016-08-05].
35. Loginventory 5.8 mit besserer Erfassung und Zugriffssteuerung. [dostęp 2016-08-05].
36. Selenium PowerShell eXtensions. [dostęp 2016-08-05].
37. Pash. [w:] SourceForge [on-line]. Dice Holdings, Inc.. [dostęp 2016-08-04].
38. Pash Project. [dostęp 2016-08-04].

Linki zewnętrzne

• Strona domowa (pol.)
• Jak pisać skrypty w PowerShell. technet.microsoft.com. [zarchiwizowane z tego adresu (2016-03-28)]. (ang.)
• Blog PowerShell (ang.)
• Power Shell Plus (ang.)

Kontrola autorytatywna (język interpretowany):

• LCCN: sh2008003638
• GND: 7563304-8
• NKC: ph433463
• BNE: XX5237721
• J9U: 987007552018905171