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
Multimedia w Wikimedia Commons
Strona internetowa

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].

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.

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]

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 (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.

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.

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

• 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.

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]

• 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.)