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PowerShell在在 Fedora Linux的教程

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    发表于 2022-12-7 15:30:09 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
    PowerShell(也可写作 pwsh)是一个功能强大的开源命令行工具,它是面向对象的,由微软开发和维护。它的语法特征冗长,但对用户来说比较直观。本文介绍如何在主机上和在 Podman 或其他容器内安装 PowerShell。
      为何使用 PowerShell
      PowerShell,正如它的名字那样,是一个强大的工具。它的句法冗长,但语义清晰。对那些不愿意写长命令的开发者来说,PowerShell 的大多数命令都有别名。
      PowerShell 和传统的 Shell 最大的区别在于它的输出管道。普通的 Shell 输出的是字符串或字符流,PowerShell 输出的是对象。这对命令管道的工作方式具有深远的影响,而且它具有很多的优点。
      演示例子
      下面的例子体现的是冗长而清晰的特点。以#号开头的行是注释行。以PS > 开头的行是命令行,PS >是提示符:
          # Return all files greater than 50MB in the current directory.
          ## Longest form
          PS > Get-Childitem | Where-Object Length -gt 50MB
          ## Shortest form (with use of aliases)
          PS > gci | ? Length -gt 40MB
          ## Output looks like this
              Directory: /home/Ozymandias42/Downloads
          Mode                 LastWriteTime         Length Name
          ----                 -------------         ------ ----
          -----          20/08/2020    13:55     2000683008 40MB-file.img
          # In order: get VMs, get snapshots, only select the last 3 and remove selected list:
          PS > Get-VM VM-1 | Get-Snapshot | Select-Object -Last 3 | Remove-Snapshot


      上述例子说明了:Bash 脚本经常需要用 cut、sed、awk 等工具对输入/输出进行格式化,而使用 PowerShell 时通常就没有这个必要了。这是因为 PowerShell 的工作机制跟传统的 POSIX shell(例如 Bash、Zsh、Fish等)有本质的不同。传统的 Shell 的命令输出形式是字符串,而在 PowerShell 中,命令输出形式为对象。
      Bash 与 PowerShell 的比较
      下面的例子说明了与 Bash 中的字符串输出模式相比,PowerShell 的对象输出模式的优点。假设你需要写一段脚本,该脚本的作用显示所有进程,这些进程一共占用了 200MB 内存空间。如果使用 Bash,大致如下:
          $ ps -eO rss | awk -F' ' \
              '{ if($2 >= (1024*200)) { \
                  printf("%s\t%s\t%s\n",$1,$2,$6);} \
               }'
          PID    RSS     COMMAND
          A      B       C
          [...]


      第一个显而易见的差别就是可读性,或更确切地说是语义清晰度。 ps和 awk 都不是自描述的。ps命令的功能是显示进程状态;wk是一种文本处理工具和语言,这个词汇每个字母都是前期开发人员的名字(Aho, Weinberger, Kernighan的首字母。然而,在把它与 PowerShell 作比较前,先看看这个脚本:
      ·ps -e 输出所有运行中的进程;
      · -O rss 输出 ps 的默认输出内容,再加上 RSS 字段 —— 每个进程使用的千字节数(以 KB 为单位);输出结果类似于:
      PID  RSS   S TTY TIME     COMMAND  
      1    13776 S     00:00:01 /usr/lib/systemd/systemd


      ·  |  管道操作符使用左边命令的输出作为右边命令的输入。
      · awk -F' '定义“空格”,作为输入字段分隔符。以上面的例子来说,PID 是第一个字段,RSS 是第二个字段,依此类推。
      · '{ if($2 >= (1024*200)) { 是实际的 AWK 代码起始处。它的作用是检查第二个字段(RSS)是否包含一个大于或等于 1024*200 的数字;
      · printf(“%s\t%s\t%s\n”,$1,$2,$6);} 脚本继续。如果前面的条件成立,则输出第一、第二和第六个字段(分别是 PID、RSS 和 COMMAND 字段)。
      考虑到这一点,退一步说,编写这段脚本需要什么才能令它工作:
      · 输入命令ps 的输出中必须包含我们想要过滤的字段。这在默认情况下是没有的,需要我们使用-O 标志和rss 字段作为参数。
      我们需要将ps 的输出当作一组输入字段,所以我们还应当知道它们的顺序和结构。换句话说,我们至少需要确定RSS 是第二个字段。这也意味着我们需要提前知道ps 的输出信息的大致情况。
      然后我们需要知道过滤的数据是什么单位,以及相关工具的单位是什么。也就是我们需要知道RSS 和awk 字段使用 kb。不然我们就不能写出($2 >= 1024*200) 这样的表达式。
      现在,我们把前面的命令跟 PoserShell 中等价的命令比较:
          # Longest form
          PS > Get-Process | Where-Object WorkingSet -ge 200MB
          # Shortest form (with use of aliases)
          PS > gps | ? ws -ge 200MB
          NPM(K)    PM(M)      WS(M)     CPU(s)      Id  SI ProcessName
          ------    -----      -----     ------      --  -- -----------
               A        B          C          D       E   F           G
          [...]


      首先应该注意到,语义非常清晰。这些命令都是自描述的,能清晰描述它们做什么。
      此外,不需要对输入-输出重新格式化,也不需要关心输入命令使用的单位。这是因为 PowerShell 输出的是对象,而非字符串。
      考虑下述情况,就可以理解这些内容。在 Bash 中,命令的输出信息就是终端显示的信息。在 PowerShell 中,终端显示的信息并不等于实际可用的信息。这是由于 PowerShell 中的输出-打印系统使用的也是对象。因此 PowerShell 中每一条命令都对输出的对象的一些属性作了可打印的标记,也对一些属性作了不可打印的标记。然而,它总是包括所有的属性,而 Bash 只包括它实际打印的内容。我们可以把它想象成 JSON 对象。Bash 中的输出位置被分为一些“字段”,以空格或制表符为标志,在 PowerShell 中它是一个容易寻址的对象属性,只需要知道它的名称即可使用。就像上述例子中的WorkingSet那样。
      为了看到一条命令的输出对象的所有属性和它们的类型,可以进行以下操作:
      PS > Get-Process | Get-Member

      安装 PowerShell
      PowerShell 安装包的形式有若干种,包括 Fedora Linux 中使用的 RPM 安装包。本文介绍在 Fedora Linux 中如何使用多种方法安装 PowerShell。
      我推荐使用原生的方法安装。但我也会介绍如何在容器中安装。我将展示使用官方微软 PowerShell 容器和 Fedora Linux 30 的 Toolbox 容器。使用容器的优点在于,所有的依赖捆绑在其中,并且与主机隔离,所以它一定是有效的。无论如何,虽然官方文档只是明确指出支持 Fedora Linux 发行版的 28-30 版本,我还是建议使用原生的方法安装。
      注意: 官方支持意味着一定有效。但其他的版本也不是一定不兼容。也就是说,高于 30 的发行版也应该有效。经过测试,的确如此。
      在容器中设置并运行 PowerShell 比直接在主机上运行它难度更大,安装需要花费更多时间,而且你还不能直接运行主机的命令。
      在主机上使用包管理器安装 PowerShell
      方法一:使用微软仓库
      安装过程很直接,而且跟通过第三方仓库安装其他软件没什么区别。
      通俗地说,安装过程可以分为四步:
      1. 添加新仓库的 GPG 密码
      2. 在 DNF 仓库列表中新增相应的仓库
      3. 刷新 DNF 缓存,将新仓库中的有关包包含进来
      4. 安装新包
      然后使用命令 pwsh 启动 PowerShell。
          $ sudo rpm --import https://packages.microsoft.com/keys/microsoft.asc
          $ curl https://packages.microsoft.com/config/rhel/7/prod.repo | sudo tee /etc/yum.repos.d/microsoft.repo
          $ sudo dnf makecache
          $ sudo dnf install powershell
          $ pwsh


      欲删除仓库和包,运行以下命令:
      $ sudo rm /etc/yum.repos.d/microsoft.repo
      $ sudo dnf remove powershell


      方法二:使用 PRM 文件
      这种方法与第一种方法没有明显的差别。实际上,在安装 RPM 文件时,隐式添加了 GPG 密码和仓库。这是由于 RPM 文件包含它们两者的关联关系,保存在它的元数据中。
      首先,从PowerShell GitHub 仓库获取相应版本的 .rpm 文件。然后查看 readme.md 文件中的 “获取 PowerShell” 部分的内容。
      第二步,输入以下命令:
      $ sudo dnf install powershell-<version>.rhel.7.<architecture>.rpm

      在 <version> 和 <architecture> 节点中填写各自的内容,例如 powershell-7.1.3-1.rhel.7.x86_64.rpm。
      你也可以使用链接运行它,不指定版本和架构,先把它下载到本地。
      $ sudo dnf install https://github.com/PowerShell/Po ... rchitecture>.rpm

      欲删除 PowerShell,运行以下命令:
      $ sudo dnf remove powershell

      通过容器安装
      方法一:使用 Podman 容器
      Podman 是一个兼容开放容器倡议(OCI)的、嵌入式的容器引擎,它可以代替 Docker。
      微软提供了PowerShell Docker 容器集成工具。下面的例子将在 Podman 中使用容器。
      欲了解更多关于 Podman 的信息,可以访问 Podman.io。Fedora 杂志还有一个专为 Podman 设计的标签。
      欲在 Podman 中使用 PowerShell,运行以下脚本:
          $ podman run \
            -it \
            --privileged \
            --rm \
            --name powershell \
            --env-host \
            --net=host --pid=host --ipc=host \
            --volume $HOMEHOME \
            --volume /:/var/host \
            mcr.microsoft.com/powershell \
            /usr/bin/pwsh \
            -WorkingDirectory $(pwd)


      这段脚本为使用PowerShell创建了一个Podman容器,并立即接入其中。它还将/home和主机的根目录挂载到容器中,确保它们在容器中是可用的。无论如何,在/var/host目录下,主机的根目录是可访问的。
      但是,在容器内部,你只能间接运行主机命令。有一种变通办法,就是先运行chroot/var/host改变根目录,然后运行主机命令。
      为了把命令拆分开来讲解,除非特别指定,以下所有内容都是强制性的:
      ·-it创建一个持久环境,当你进入该环境后,不会轻易退出;
      · --privileged给予容器扩展的权限(可选);
      · --rm当你退出时移除容器;
      · --name设置容器名称;
      · --env-host将所有主机的环境变量设置为容器的变量(可选);
      · --net=host--pid=host--ipc=host在主机的命名空间中运行进程(而非一组单独的名称空间);
      · --volume$HOMEHOME挂载用户目录;
      · --volume/:/var/host将主机根目录挂载到/var/host(可选);
      · mcr.microsoft.com/powershell进入容器;
      · /usr/bin/pwsh可选但很方便的参数:用别名pwsh,脚本中有了它,可以输入pwsh轻松访问Podman容器;
      · -WorkingDirectory$(pwd)在当前目录下进入容器(可选)。

      欲移除 PowerShell 镜像,运行以下命令:
      $ podman rmi mcr.microsoft.com/powershell

      方法二:Fedora 系统的 Toolbox 容器
      在不影响主机系统的情况下安装持久化环境,使用 Toolbox 容器是一种巧妙的解决方案。它充当了 Podman 的封装器,负责提供大量的标志,就像方法一中提到的那样。因此,Toolbox 比 Podman 容易使用。它可以用来开发和调试。有了 Toolbox,你可以运行任何命令,跟你直接在 Fedora 工作站主机上运行是一样的。
      安装步骤跟在主机上安装一样,唯一的区别就是在容器内部进行。你需要确保已经安装了toolbox包。
      使用 Fedora 34 Toolbox 容器需要两个步骤:
      1. 创建 Fedora 34 Toolbox 容器
      2. 运行 Fedora 34 Toolbox 容器
      $ toolbox create --image registry.fedoraproject.org/f34/fedora-toolbox
      $ toolbox enter --container fedora-toolbox


      接着,按照 方法一:使用微软仓库 中的相关内容操作。
      可选但非常方便的做法:使用别名pwsh,可以轻松地访问 Toolbox 容器:
      toolbox run –container fedora-toolbox pwsh

      欲移除 Toolbox 容器,需要确保你已经使用exit关闭了 Toolbox 会话,然后运行以下命令:
      $ podman kill fedora-toolbox$ toolbox rm fedora-toolbox


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