PowerShell для чайников: что это и как с ним работать

Рядовые пользователи общаются со своими ПК через графический интерфейс: нажимают иконки и кнопки, переключаются между окнами и вкладками.

А системные администраторы используют для этого командную строку. Чтобы компьютер понимал их указания, интерпретатор, он же командная оболочка, переводит всё на машинный язык.

Есть десятки оболочек под разные нужды, предпочтения и операционные системы. В Linux обычно используют Bash, в macOS по умолчанию установлен Zsh, а для Windows (но не только) есть PowerShell.

Из статьи вы узнаете:

• Что такое Windows PowerShell
• Как открыть PowerShell в Windows
• Какие у неё есть команды (они же командлеты)
• Что такое объекты и конвейеры (пайплайны)
• Как запустить выполнение задач в фоновом режиме
• Как работать в PowerShell ISE
• О переменных
• О логических операторах
• Об условиях в Power Shell
• Как работать с циклами
• О массивах, хеш-таблицах, функциях и классах

Что такое Windows PowerShell

Windows PowerShell — это одновременно командная оболочка и язык сценариев, основанный на .NET. PowerShell используют для управления компьютером и автоматизации задач. Это полноценный объектно-ориентированный язык, в котором есть переменные, функции, классы и объекты.

В отличие от других командных оболочек, PowerShell работает не со строками, а с объектами. Благодаря этому можно создавать сложную логику. При этом интерпретатор полностью совместим со стандартными командами cmd.exe и может выполнять их.

Читайте также:

Что такое объекты и классы: 1-я часть гайда по ООП

Команды пишут в интерактивном режиме внутри терминала. Но если вы хотите сохранить какой-то часто используемый скрипт, удобнее использовать ISE.

Windows PowerShell ISE — это интегрированная среда сценариев для PowerShell. В ней можно писать, сохранять и запускать скрипты, есть подсветка синтаксиса, автодополнение, справочник команд и инструменты отладки. PowerShell ISE — легаси-инструмент, он работает для версии языка 5.1 и ниже. Для более поздних обновлений используют IDE общего назначения с плагинами.

С 2016 года язык стал кросс-платформенным. Его можно использовать не только в Windows, но и в macOS (начиная с версии 10.13) и популярных дистрибутивах Linux (каких именно, можно узнать в документации).

Как открыть PowerShell в Windows

Обычно PowerShell предустановлен по умолчанию. Но если у вас его нет, можете воспользоваться инструкцией от Microsoft. Также в документации есть руководства по установке для macOS и Linux.

PowerShell не зависит от версии операционной системы и одинаково работает как на Windows 10, так и на Windows Server.

Есть два основных способа открыть PowerShell или PowerShell ISE в Windows: меню «Пуск» и приложение «Выполнить».

В меню «Пуск» долистайте до папки Windows PowerShell, откройте её и выберите нужное приложение. Здесь есть 32-разрядные (у них х86 в скобках) и 64-разрядные версии терминала и ISE.

Приложение «Выполнить» открывается сочетанием клавиш Win + R. В появившемся окне введите powershell или powershell ise (в зависимости от того, что вам нужно) и нажмите ОК.

Команды (командлеты) PowerShell

Команды в PowerShell называются командлетами (от английского cmdlet). Все они состоят из связки «Глагол-Существительное», или по-другому «Действие-Объект». Например, Get-Services и Start-Process. Благодаря такой структуре можно понять назначение команды, даже если вы с ней ещё не сталкивались.

Синтаксис командлетов

После самого командлета ему передаются параметры и их значения. Между всеми словами в команде ставится пробел. Вот пример синтаксиса команды, чтобы перейти в каталог C:\:

Set-Location -LiteralPath C:\ -PassThru

Препарируем её:

• Set-Location — буквально «установить местоположение». Переходит в нужный каталог.
• -LiteralPath C:\ — в этом параметре мы прописываем путь до каталога, в который хотим перейти. У командлета Set-Location это аргумент по умолчанию, поэтому -LiteralPath можно не прописывать отдельно: Set-Location C:\ -Passthru сработает точно так же.
• -PassThru — обычно командлет Set-Location просто меняет местоположение и ничего не возвращает. Этот параметр говорит, что нужно вывести на экран расположение каталога, в который мы перешли.

При этом в PowerShell не важен регистр. Эту же команду можно записать только заглавными буквами, только строчными и даже «лесенкой» — она всё равно сработает.

sEt-loCATion -PATH c:\ -passthru

Если в одной строке написаны сразу несколько команд, они разделяются точкой с запятой ;.

Иногда команда может получиться слишком длинной. Чтобы разбить её на несколько строк, в месте переноса ставится гравис `. Создать новую строку можно сочетанием клавиш Shift + Enter (появится ниже текущей) или Ctrl + Enter (появится выше текущей).

Разделим предыдущую команду:

Set-Location `
-LiteralPath C:\ `
-PassThru

Алиасы

При работе с терминалом в интерактивном режиме бывает неудобно каждый раз вводить полные названия командлетов. Поэтому у самых распространённых есть псевдонимы, или алиасы, — их сокращённые версии.

Получить список доступных алиасов можно командой Get-Alias (у неё тоже есть свой псевдоним — gal).

Чтобы узнать список алиасов для отдельного командлета, воспользуйтесь параметром -Definition. Например:

Get-Alias -Definition Get-ChildItem

Если вы по алиасу хотите узнать полное название командлета, примените параметр -Name. Это аргумент по умолчанию, поэтому писать его необязательно.

# Оба варианта равноправны
Get-Alias -Name clear
Get-Alias clear

Особенности пути до каталога

Многим командлетам для работы нужно передать путь до файла или каталога. Делается это в виде строки, например: C:\Windows\System32.

Но если в этом адресе встретится пробел или другой спецсимвол, PowerShell воспримет его как разделитель. Например:

# Эта команда не будет работать
Set-Location C:\Program Files

PowerShell «видит» пробел и думает, что путь до папки закончился на слове Program, а files — это уже значение какого-то другого параметра.

Есть два способа избежать таких ситуаций:

• Экранировать проблемные символы обратным грависом `: C:\Program` Files. Если путь длинный, то это может быть неудобно.
• Поместить весь путь в одинарные или двойные кавычки: 'C:\Program Files' или "C:\Program Files" (лучше одинарные).

Также в PowerShell есть сокращения для быстрого доступа к ближайшим директориям:

• Точка . указывает на текущий каталог. Например, Get-ChildItem . позволяет посмотреть все папки и файлы в нынешнем местоположении.
• Две точки .. указывают на родительский каталог. Например, Set-Location .. позволяет быстро к нему перейти. Это может быть полезно, если вы находитесь где-то в глубоко вложенной директории.

У многих командлетов есть сразу два параметра, в которых можно указать путь до папки или файла: -Path и -LiteralPath. Разница между ними в том, что в -Path можно подставлять переменные, а -LiteralPath воспринимает символы буквально, даже если в них указано имя переменной. О переменных в PowerShell мы рассказываем ниже.

Get-Help: как изучать новые командлеты

Чтобы узнать подробную информацию о командлете, используйте Get-Help Название-Командлета. Например:

Get-Help Get-Childitem

У Get-Help есть несколько полезных параметров:

• -Detailed даёт более детальную справку.
• -Full даёт полную справку.
• -Examples приводит примеры использования командлета.
• -Online перенаправляет на веб-страницу с документацией.

Объекты и конвейеры (пайплайны)

Командлеты PowerShell возвращают в терминал не строки, а объекты — структуру данных с набором свойств и методов. Подробно об объектах можно прочитать в нашей статье.

Строка, которую вы видите в терминале после выполнения команды — только визуальное представление объекта. PowerShell в виде таблицы показывает некоторые свойства, но не все.

Так же, как командлеты возвращают объекты, они могут принимать и обрабатывать их. Можно написать команду, на выходе получить объект, передать его другому командлету, получить объект уже от него, передать — и так до бесконечности. Это и есть конвейеры, или пайплайны.

Чтобы передать результат командлета другому командлету, между ними ставят вертикальную черту |.

Работа конвейера на примере

Get-Process возвращает список процессов, запущенных на компьютере. Если передать ему название процесса (или шаблон, написанный с помощью регулярных выражений), командлет выведет только нужные элементы списка.

Вызовем запущенный процесс powershell.

Get-Process powershell

Мы получили объект и таблицу с некоторыми его свойствами. Чтобы узнать все свойства и методы, передадим объект командлету Get-Member. Для этого нам и понадобится конвейер.

Get-Process powershell | Get-Member

Get-Member получил объект от Get-Process и вывел таблицу со всем его содержимым. Результат работы Get-Member — тоже объект (вернее, список объектов), который можно передать по конвейеру дальше.

Например, мы хотим отобразить только те строки, в которых MemberType — это Property. Для этого используем командлет Where-Object.

Get-Process powershell | Get-Member | Where-Object {$_.MemberType -eq 'Property'}

Where-Object по очереди перебирает каждый объект, полученный от Get-Member. Выражение в фигурных скобках — логическое:

• $_ ссылается на текущий объект (то есть на отдельную строку в таблице);
• .MemberType обращается к значению свойства MemberType в этом объекте;
• -eq сравнивает, равно ли выражение слева от него выражению справа от него;
• 'Property' — это значение, которое мы ожидаем увидеть у свойства MemberType.

О логических выражениях мы рассказываем ниже.

Форматирование таблиц с помощью конвейеров

Командлет Format-Table позволяет настроить отображение таблицы, которую PowerShell выводит в терминале: выбрать свойства и методы, которые в ней будут, установить ширину столбцов, сгруппировать данные по нескольким таблицам и так далее.

Отформатируем таблицу, которую получили от командлета Get-Member.

Get-Process powershell | Get-Member | Format-Table -AutoSize -Wrap -GroupBy MemberType -Property Name, Definition

Расшифруем параметры Format-Table:

• -AutoSize выравнивает ширину столбцов по размеру их содержимого;
• -Wrap переносит содержимое ячейки на следующую строку, если она не помещается в размеры экрана (по умолчанию текст обрезается);
• -GroupBy разделяет одну таблицу на несколько, сгруппированных по значению какого-либо свойства (в нашем случае для каждого MemberType создана отдельная таблица);
• -Property указывает, какие свойства объекта будут отображаться в таблице в качестве столбцов (в нашем случае Name и Definition).

Сортировка таблиц с помощью конвейеров

Командлет Sort-Object позволяет отсортировать список объектов (то есть таблицу) по значениям её свойств (то есть столбцов). Отсортируем результат работы GetMember по столбцу Name в алфавитном порядке. Для этого используем параметр -Property (работает как у Format-Table).

Get-Process powershell | Get-Member | Sort-Object -Property Name

У Sort-Object есть и другие полезные параметры:

• -Descending сортирует объекты в порядке убывания.
• -Unique удаляет дубликаты и возвращает только уникальные объекты.
• -Top получает число N и отображает первые N объектов в таблице.
• -Bottom получает число N и отображает последние N объектов в таблице.

Фоновое выполнение команд

Некоторые задачи могут занимать много времени. Это, например, установка и обновление ПО, поиск файла в большой директории. Пока PowerShell выполняет одну команду, писать другие нельзя.

К примеру, попытаемся найти на всём диске C файл powershell.exe. Используем для этого командлет Get-ChildItem с параметром -Recurse. Так он будет искать не только в текущем каталоге, но и во всех подкаталогах.

PowerShell может попытаться зайти в папки, к которым у него нет доступа, поэтому добавим -ErrorAction SilentlyContinue. Если случится ошибка, команда не станет сообщать об этом и просто продолжит выполняться.

Получается так:

Get-ChildItem -Path C:\ -Name powershell.exe -Recurse -ErrorAction SilentlyContinue

Как видим, пока задача не завершена, командная строка недоступна. Чтобы принудительно прервать её выполнение, нажмите сочетание клавиш Ctrl + C (при этом ничего не должно быть выделено, иначе компьютер воспримет это как команду «Копировать»).

Чтобы не ждать выполнения долгих задач и сразу приступать к следующим, их можно запускать в фоновом режиме. Делается это командлетом Start-Job, а сама команда помещается в фигурные скобки.

Start-Job {Get-ChildItem -Path C:\ -Name powershell.exe -Recurse -ErrorAction SilentlyContinue}

Одновременно можно выполнять любое количество фоновых задач. Помимо Start-Job для работы с фоновыми задачами есть другие командлеты:

• Get-Job выдаёт отчёт со статусом фоновых задач.
• Wait-Job делает консоль недоступной, пока выполняется фоновая задача.
• Stop-Job прерывает выполнение фоновой задачи.
• Receive-Job выводит результат фоновой задачи и удаляет его из памяти. Чтобы сохранить результат в памяти, используйте параметр -Keep.

Wait-Job, Stop-Job и Receive-Job ожидают, что вы примените их к конкретной задаче (или нескольким). Для этого укажите название Name или идентификатор Id. Делать это можно и в связке с Get-Job.

Get-Job Job1

Работа в PowerShell ISE

Терминал PowerShell удобен для выполнения небольших коротких однострочных задач. Чтобы создавать и сохранять сложные скрипты, есть интегрированная среда сценариев.

PowerShell ISE состоит из трёх основных окон:

• область сценариев в верхней части экрана — в ней пишут скрипты;
• область консоли в нижней части экрана — работает так же, как обычный терминал, здесь можно писать команды в интерактивном режиме;
• панель команд в правой части экрана — полный справочник команд PowerShell с конструктором, в котором можно указать значения нужных параметров.

Комментарии в коде

PowerShell позволяет вставлять в код комментарии. Они никак не влияют на выполнение скрипта и нужны людям, которые будут читать вашу программу. Однострочный комментарий начинается с символа #, а многострочный обрамляется с двух сторон символами <# и #>.

Правила хорошего кода

Любой код чаще читают, чем пишут, и важно делать его понятным для человека. Разработчики PowerShell договорились между собой о едином своде правил и выпустили стайлгайд. Вот несколько правил оттуда.

Используйте нотацию PascalCase в названиях командлетов, функций, параметров, свойств, методов, переменных и классов. Неправильно писать: get-service, Get-service, GET-SERVICE. Правильно: Get-Service.

Пишите полные названия командлетов. Алиасы удобны для работы в интерактивном режиме, но в скриптах могут затруднять чтение команд. Неправильно: dir, gci, ls. Правильно: Get-ChildItem.

One True Brace Style при оформлении вложенности. Если вы где-то используете фигурные скобки, то код внутри них отбивается табуляцией (четыре пробела), а сами скобки ставятся так:

if ($var1 -eq $var2) {
    # Код внутри условия
} else {
    # Код внутри условия
    # Ещё код внутри условия
}

Исключение из прошлого правила — когда код в фигурных скобках совсем небольшой, его можно записать в одну строку. Например:

Get-ChildItem | Where-Object { $_.Length -gt 10mb }

Комментируйте код. Так будет гораздо проще разобраться, что он делает и как работает. Причём как другому человеку, так и вам самим через полгода.

Запуск скриптов

В PowerShell ISE можно выполнить код целиком или частично, есть инструменты отладки. Скрипты сохраняются в файлах с расширением .ps1. Но запустить их двойным кликом не получится — нужно нажать правую кнопку мыши и в появившемся окне выбрать Выполнить с помощью PowerShell.

Также запустить скрипт можно из оболочки. Например, в каталоге C:\Scripts есть файл test_script.ps1. Выполнить его можно:

• командой PowerShell -File C:\Scripts\test_script.ps1, запущенной из любого места;
• командой .\test_script.ps1, запущенной, когда вы находитесь в каталоге C:\Scripts.

Политика выполнения

По умолчанию запускать любые файлы с PowerShell-скриптами запрещено. Сделано это в целях безопасности. Узнать нынешнюю политику выполнения можно с помощью командлета Get-ExecutionPolicy. Вот какая она может быть:

• Restricted (установлена по умолчанию) — запрещено запускать любые скрипты.
• AllSigned — разрешено запускать только скрипты, которые были подписаны доверенным разработчиком.
• RemoteSigned — разрешено запускать подписанные доверенным разработчиком и собственные скрипты.
• Unrestricted — разрешено запускать любые скрипты.

Чтобы ваши ps1-файлы запускались, нужно заменить политику выполнения на RemoteSigned. Для этого откройте PowerShell от имени администратора и выполните команду:

Set-ExecutionPolicy RemoteSigned

Чтобы подтвердить действие, введите y.

Переменные

Чтобы сохранять данные и обращаться к ним в будущем, в PowerShell есть переменные. Перед их названием ставится знак доллара $, а сами они могут содержать латинские буквы (заглавные и строчные), цифры и нижние подчёркивания.

Переменная может хранить данные любого типа, и их можно перезаписывать.

Переменную можно привести к определённому типу данных. Создадим переменную со строкой 2023 и преобразуем её в число. Чтобы узнать тип данных, воспользуемся методом .GetType().

Чтобы удалить переменную, используется метод .Clear().

Переменные можно подставлять в строки, если они оформлены двойными кавычками. Если же кавычки одинарные, то PowerShell воспринимает символы в строке буквально. Сравните:

Помимо пользовательских также есть системные переменные. Например, $PSVersionTable хранит информацию о версии PowerShell.

Логические операторы

PowerShell позволяет проводить с объектами арифметические операции и сравнивать их друг с другом. Для этого он использует логические операторы.

Арифметические операторы:

• + — сложение;
• - — вычитание;
• * — умножение;
• / — деление;
• % — деление по модулю;
• ( и ) — скобки для группировки операций.

Операторы сравнения оформляются так же, как параметры командлетов. Их названия произошли от английских выражений, указанных в скобках.

• -eq — равно (от equal);
• -ne — не равно (от not equal);
• -gt — больше (от greater than);
• -ge — больше либо равно (от greater than or equal);
• -lt — меньше (от less than);
• -le — меньше либо равно (от less than or equal).

Условия

Условия в PowerShell создаются с помощью ключевых слов if, elseif и else. В обычных скобках указывается само условие, в фигурных — код, который запускается при его выполнении. Например:

$Number = 123

if ($Number -gt 0) {
Write-Host 'Число больше нуля'
} elseif ($Number -lt 0) {
Write-Host 'Число меньше нуля'
} else {
Write-Host 'Число равно нулю'
}

>>> Число больше нуля

Также условия можно задавать с помощью ключевого слова switch. Например:

$Day = 2

switch ($Day) {
    1 {Write-Host 'Понедельник'}
    2 {Write-Host 'Вторник'}
    3 {Write-Host 'Среда'}
    4 {Write-Host 'Четверг'}
    5 {Write-Host 'Пятница'}
    6 {Write-Host 'Суббота'}
    7 {Write-Host 'Воскресенье'}
}

>>> Вторник

Циклы

В PowerShell есть сразу несколько видов циклов:

• с предусловием (while);
• с постусловием истинным (do while) и ложным (do until);
• с заранее известным числом итераций (for);
• с перебором элементов коллекции (foreach).

Их синтаксис похож на синтаксис условий: в круглых скобках указывается условие, в фигурных — блок кода.

Массивы, хеш-таблицы, функции и классы

PowerShell позволяет создавать и более сложные структуры данных и алгоритмы. Прочитать о них можно в документации PowerShell:

• Массивы
• Хеш-таблицы
• Пользовательские функции
• Пользовательские классы

Резюмируем

Windows PowerShell — язык программирования, на котором администрируют операционные системы и автоматизируют процессы. Он поддерживает объектно-ориентированное программирование и позволяет работать в интерактивном режиме, а также писать, сохранять и выполнять полноценные скрипты.

• PowerShell предустановлен в Windows, но его можно скачать на macOS и Linux.
• У языка есть собственная интегрированная среда сценариев PowerShell ISE, предназначенная для старых версий языка (5.1 и ниже).
• PowerShell работает не со строками, а с объектами. Он обрабатывает их с помощью командлетов, построенных по принципу «Глагол-Существительное».
• Результат выполнения одного командлета можно передавать другому в конвейере.
• Задачи можно выполнять в фоновом режиме.
• PowerShell — высокоуровневый язык, на котором можно работать с переменными, логическими операторами, условиями, циклами, массивами, хеш-таблицами, функциями и классами.