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PowerShell：什么是？一篇快速了解指南

在现代 IT 世界中，效率、自动化和跨平台管理变得越来越重要。无论是管理服务器、部署应用、配置服务，还是处理日常运维任务，一个强大的命令行工具和脚本环境都是不可或缺的。在这方面，微软推出的 PowerShell 无疑是 Windows 系统管理员和开发者的首选，并且随着其发展，它也正成为一个跨平台的重要工具。

但对于许多初学者或者仅接触过传统命令提示符 (CMD) 的人来说，PowerShell 可能看起来有些神秘或者复杂。它究竟是什么？为什么它如此强大？我们又该如何快速入门？

这篇文章将带你深入了解 PowerShell，揭开它的面纱，并提供一个快速上手指南。

第一部分：PowerShell 的核心概念——它不仅仅是一个命令行

首先，要理解 PowerShell，你需要知道它不仅仅是 Windows 系统中“Command Prompt” (CMD) 的升级版。它是一个完全不同的东西，拥有更深层次的设计理念和更强大的能力。

1. 面向对象：PowerShell 的灵魂

这是 PowerShell 与传统命令行工具最本质的区别。CMD 或 Linux 的 Bash/Shell 主要是基于文本的。当你执行一个命令，它输出的是文本流。如果你想处理这些输出，你需要使用文本处理工具（如 findstr, grep, awk 等）来解析、过滤和提取文本信息。这往往比较脆弱，因为输出格式的变化会破坏你的脚本。

PowerShell 则是面向对象的。当你执行一个 Cmdlet (PowerShell 命令的一种形式)，它输出的不是简单的文本，而是结构化的对象。这些对象包含了丰富的属性和方法。

• 举个例子：
  • 在 CMD 中执行 tasklist，你得到的是一堆格式化的文本，包含了进程名、PID、内存使用等信息。如果你想获取某个特定进程的 PID，你需要解析这一行文本。
  • 在 PowerShell 中执行 Get-Process，你得到的是一系列 Process 对象。每个对象都有明确的属性，如 Id (PID), ProcessName, WorkingSet (内存使用) 等。你可以直接通过 .Id 或 .ProcessName 来访问这些属性，无论输出格式如何变化，对象本身的属性是稳定的。

面向对象的优势在于：

• 数据结构化： 信息以结构化的方式呈现，易于访问和操作。
• 精确性： 你直接操作对象的属性，而不是猜测文本的含义。
• 可组合性： Cmdlet 的输出对象可以直接作为另一个 Cmdlet 的输入，无需复杂的文本解析。这引出了 PowerShell 中强大的“管道”（Piping）概念。

2. Cmdlet：标准化的命令单元

PowerShell 中的基本命令单元叫做 Cmdlet (发音 “command-let”)。Cmdlet 的设计非常标准化和一致，这极大地降低了学习成本和提高了命令的可发现性。

• 命名规则： Cmdlet 遵循“动词-名词” (Verb-Noun) 的命名约定，中间用一个连字符连接。例如：
  • Get-Process：获取进程信息。
  • Set-Service：设置服务状态。
  • New-Item：创建新项目（文件、文件夹、注册表项等）。
  • Remove-Module：移除模块。
    这种结构让你一眼就能大致猜出命令的功能。常见的动词包括 Get (获取), Set (设置), New (新建), Remove (移除), Start (启动), Stop (停止), Restart (重启), Test (测试), Write (写入) 等等。
• 参数： Cmdlet 使用 -ParameterName 的方式指定参数，例如 Get-Process -Name "explorer"。参数名通常很直观。

3. 基于 .NET 框架 / .NET：深层集成能力

PowerShell 是构建在 Microsoft .NET 框架（在较新的跨平台版本中是 .NET）之上的。这意味着 PowerShell 可以直接访问 .NET 类库中的各种功能，从而能够执行非常底层的系统操作，与各种应用程序和服务进行交互。这种深层集成能力是传统命令行工具难以比拟的。许多 Windows 的核心服务（如 Active Directory, Exchange Server, SQL Server, IIS 等）都提供了 PowerShell 接口，通过 Cmdlet 来进行管理。

4. 脚本语言与自动化引擎：超越交互式使用

虽然 PowerShell 可以在交互式命令行环境中使用，但它的真正力量在于作为一个强大的脚本语言和自动化引擎。

• 脚本语言： 你可以将一系列 PowerShell 命令保存到一个 .ps1 文件中，形成一个脚本。PowerShell 脚本语言支持变量、数据类型、数组、哈希表、条件语句（if, else, switch）、循环（for, foreach, while）、函数、模块、错误处理等编程语言的常见特性。这使得 PowerShell 能够处理复杂的逻辑和任务。
• 自动化： 结合其访问对象的能力和脚本语言特性，PowerShell 是进行系统自动化、批处理、配置管理、部署流程等的理想工具。许多重复性、繁琐的任务可以通过编写 PowerShell 脚本来实现自动化，大大提高效率并减少人为错误。

第二部分：PowerShell 的关键特性和优势

了解了核心概念后，我们来看看 PowerShell 提供了哪些关键特性和优势：

1. 强大的自动化能力

这是 PowerShell 最重要的价值所在。无论是批量创建用户、修改文件权限、监控系统状态、管理云资源（Azure, AWS, Google Cloud）、部署虚拟机，还是处理日志文件，PowerShell 都能提供高效的自动化解决方案。它可以与任务计划程序配合，实现定时执行脚本，让运维工作变得更加智能化和自动化。

2. 跨平台支持（PowerShell Core）

最初的 Windows PowerShell 是 Windows 专属的。但微软后来推出了基于 .NET Core 的 PowerShell Core (现在简称为 PowerShell)，它是一个开源、跨平台的版本，可以在 Windows、Linux (包括 Ubuntu, CentOS, RHEL, Debian 等发行版)、macOS 等操作系统上运行。这使得 PowerShell 不再仅仅是 Windows 管理员的工具，Linux 用户和开发者也能利用 PowerShell 的强大功能进行跨平台管理和自动化。

3. 远程管理（Remoting）

PowerShell Remoting 是 PowerShell 的另一个强大功能，它允许你在本地计算机上安全地执行远程计算机上的命令或脚本，或者建立一个交互式的远程会话。这对于管理大量的服务器或客户端计算机非常方便，无需物理接触或依赖传统的远程桌面连接。它支持多种连接方式和认证机制，并且是基于对象的，远程命令的输出仍然是结构化的对象。

4. 模块化和可扩展性

PowerShell 的功能被组织成模块 (Modules)。模块是一组相关的 Cmdlet、提供程序（Providers）和脚本文件。例如，有一个专门管理 Active Directory 的模块，一个管理 Exchange Server 的模块，一个管理 Azure 资源的模块（Az 模块），一个管理 Microsoft 365 的模块等。你可以根据需要导入相应的模块来扩展 PowerShell 的功能。任何人都可以开发自己的 PowerShell 模块来分享和复用代码。

5. 与微软生态系统的深度集成

由于其微软血统和基于 .NET 的特性，PowerShell 与各种微软产品和服务有着无与伦比的集成度。通过相应的模块，你可以轻松管理：

• Active Directory (AD DS)
• Group Policy Objects (GPO)
• Exchange Server / Exchange Online
• SharePoint Server / SharePoint Online
• SQL Server
• Internet Information Services (IIS)
• Azure 云平台
• Microsoft 365 (旧称 Office 365)
• Hyper-V 虚拟化平台
• Windows 操作系统本身（服务、进程、文件系统、注册表等）

这使得 PowerShell 成为管理微软环境的首选工具。

6. 一致性和可发现性

Cmdlet 的“动词-名词”命名规则以及标准化的参数使用，使得 PowerShell 的命令结构非常一致。结合内置的帮助系统（Get-Help），你可以轻松地发现可用的命令、了解它们的功能和参数，极大地降低了学习和记忆成本。

第三部分：PowerShell 快速上手指南

现在，我们来实操一下，看看如何快速开始使用 PowerShell。

1. 如何打开 PowerShell

在 Windows 中，有几种方法打开 PowerShell：

• 搜索栏： 在任务栏搜索框中输入 “PowerShell”，你会看到 “Windows PowerShell”（或 “PowerShell” 如果安装了 PowerShell Core）。通常建议以管理员身份运行，以便执行需要提升权限的命令。
• 运行对话框： 按 Win + R，输入 powershell 或 powershell_ise (集成脚本环境) 或 pwsh (PowerShell Core 的可执行文件名)，然后按回车。
• 文件资源管理器： 在文件资源管理器的地址栏输入 powershell 并回车，它会在当前文件夹路径下打开 PowerShell 窗口。

在 Linux 或 macOS 上，如果安装了 PowerShell Core (pwsh)，只需打开终端，输入 pwsh 并回车即可。

2. 核心命令（Cmdlet）初探：Get-Command 和 Get-Help

进入 PowerShell 环境后，首先需要了解如何查找命令和获取帮助。

• Get-Command：查找命令
  这个 Cmdlet 用来查找系统中所有可用的命令（包括 Cmdlet, 函数, 脚本, 别名, 应用程序）。

  • 查找所有 Cmdlet：Get-Command
  • 查找包含特定动词的 Cmdlet：Get-Command -Verb Get (查找所有以 Get 开头的 Cmdlet)
  • 查找包含特定名词的 Cmdlet：Get-Command -Noun Process (查找所有与 Process 相关的 Cmdlet)
  • 查找特定名称的命令：Get-Command Get-Service

• Get-Help：获取帮助信息
  这是你的最佳伙伴。它提供关于 Cmdlet、函数、脚本等的详细帮助信息。

  • 获取某个 Cmdlet 的基本帮助：Get-Help Get-Process
  • 获取详细帮助：Get-Help Get-Process -Detailed
  • 获取完整帮助（包含参数说明和示例）：Get-Help Get-Process -Full
  • 获取在线帮助（如果可用）：Get-Help Get-Process -Online
  • 查看 Cmdlet 的示例：Get-Help Get-Process -Examples

3. 实践：查看进程和服务

让我们尝试几个常用的 Cmdlet。

• 查看正在运行的进程：
  powershell
Get-Process
  你会看到一个表格输出，显示了进程名、ID、CPU 使用率、内存使用等信息。注意，这里输出的是 Process 对象列表。

• 查看系统服务：
  powershell
Get-Service
  这会列出系统中的所有服务及其状态（Running, Stopped）。这里输出的是 ServiceController 对象列表。

4. 管道（Piping）的力量：|

管道是 PowerShell 中非常强大的一个特性，允许你将一个命令的输出对象作为另一个命令的输入。管道符号是 |。

• 示例 1：查找特定进程
  powershell
Get-Process | Where-Object {$_.ProcessName -eq "explorer"}
  解释：

  1. Get-Process 获取所有进程对象。
  2. | 将这些进程对象通过管道传递给下一个命令。
  3. Where-Object 是一个过滤 Cmdlet。它接收对象集合作为输入，并根据指定的条件 {...} 进行过滤。
  4. $_ 是一个特殊变量，代表当前通过管道传递过来的对象（在这里是每个进程对象）。
  5. $_.ProcessName 访问当前进程对象的 ProcessName 属性。
  6. -eq 是一个比较运算符，表示“等于”。
     这条命令的含义是：获取所有进程对象，然后过滤出那些进程名等于 “explorer” 的对象。

• 示例 2：选择特定属性并排序
  powershell
Get-Service | Where-Object {$_.Status -eq "Running"} | Select-Object Name, Status, DisplayName | Sort-Object Name
  解释：

  1. Get-Service 获取所有服务对象。
  2. | 传递给 Where-Object。
  3. Where-Object {$_.Status -eq "Running"} 过滤出状态为 “Running” 的服务对象。
  4. | 传递给 Select-Object。
  5. Select-Object Name, Status, DisplayName 从每个过滤后的服务对象中只选择 Name, Status, DisplayName 这三个属性进行输出。
  6. | 传递给 Sort-Object。
  7. Sort-Object Name 根据服务的 Name 属性对结果进行排序。

  这条命令的含义是：获取所有正在运行的服务，然后只显示它们的名称、状态和显示名，最后按服务名称排序。

通过管道，你可以将简单的 Cmdlet 组合起来，构建出非常强大的命令链来完成复杂的任务。

5. 变量和简单操作

PowerShell 支持使用变量来存储信息。变量名前面加 $ 符号。

• 声明变量：
  powershell
$ServiceName = "BITS"
$RunningServices = Get-Service | Where-Object {$_.Status -eq "Running"}
• 使用变量：
  powershell
Get-Service -Name $ServiceName
$RunningServices.Count # 查看正在运行服务的数量
  变量使得脚本更加灵活和易读。

6. 脚本基础（了解）

将上述命令放入一个 .ps1 文件中，就形成了一个简单的脚本。例如，创建一个名为 Get-RunningServices.ps1 的文件，内容如下：

“`powershell

这是一个获取正在运行服务的PowerShell脚本

Write-Host “正在获取正在运行的服务列表…”

$RunningServices = Get-Service | Where-Object {$_.Status -eq “Running”}

Write-Host “找到 $($RunningServices.Count) 个正在运行的服务：”

$RunningServices | Select-Object Name, Status, DisplayName | Sort-Object Name | Format-Table -AutoSize

Write-Host “脚本执行完毕。”
“`

在 PowerShell 中执行这个脚本：. \Get-RunningServices.ps1 (注意开头的 . 和空格，以及路径)。

对于编写和调试脚本，微软提供了 PowerShell ISE (Integrated Scripting Environment，集成脚本环境) 和更现代、跨平台的 Visual Studio Code (配合 PowerShell 扩展)。这些工具提供了语法高亮、代码智能提示、调试功能等，极大地提高了脚本开发的效率。

第四部分：为什么你应该学习 PowerShell？

• 提升效率和生产力： 自动化重复性任务，告别手动点击，节约宝贵时间。
• 职业发展： 在 Windows 服务器管理、云平台运维（Azure）、微软生态系统管理等领域，PowerShell 是一项核心技能，掌握它可以显著提升你的竞争力。
• 适应现代 IT 管理： 基础设施即代码 (IaC)、自动化部署、DevOps 实践等都需要强大的脚本和自动化能力，PowerShell 正好满足这些需求。
• 更深入地理解系统： 通过 PowerShell，你可以以前所未有的方式与操作系统和应用程序进行交互，更深入地了解它们的内部工作原理。

第五部分：PowerShell vs. CMD (快速对比)

虽然文章开头提到了，但这里再快速总结一下 PowerShell 和 CMD 的核心区别：

特性	CMD (Command Prompt)	PowerShell
核心数据	文本流 (Text Stream)	对象 (Objects)
数据处理	基于文本解析 (脆弱)	基于对象属性访问 (健壮)
命令结构	各异，不统一	标准化 (动词-名词)
可发现性	较差	良好 (Get-Command, Get-Help)
脚本能力	基础批处理 (.bat/.cmd)	功能齐全的脚本语言 (.ps1)
系统集成	主要调用命令行工具或 COM	基于 .NET，深层集成微软服务
管道	文本管道 (|)，功能受限	对象管道 (|)，功能强大
跨平台	Windows 专属	跨平台 (PowerShell Core/pwsh)
目标	简单命令行操作，基础批处理	系统管理、自动化、脚本开发

可以看出，PowerShell 在功能、效率和现代化管理方面远远超越了传统的 CMD。

总结

PowerShell 是一个强大而灵活的命令行工具、脚本语言和自动化平台。它的核心在于面向对象的设计，使得数据处理更加精确和高效。通过标准化的 Cmdlet、强大的管道功能、基于 .NET 的深层集成以及跨平台支持，PowerShell 已经成为现代 IT 环境中不可或缺的工具。

这篇指南只是为你打开了 PowerShell 世界的一扇门。要真正掌握它，你需要不断实践、查阅帮助文档，并深入学习其脚本编程和高级特性（如函数、模块、错误处理、远程管理、DSC 等）。

别犹豫了，打开你的 PowerShell 窗口，输入 Get-Command 和 Get-Help Get-Process，开始你的 PowerShell 探索之旅吧！它会极大地提升你的工作效率，并在你的 IT 职业生涯中助你一臂之力。

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