Windows Powershell擴展類型系統

2020-10-29 21:02:38

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供稿：網友

Powershell一個最吸引人的功能是它能夠將任何對象轉換成文本，我們已經使用過將對象屬性以不同的版式轉換成文本，并且輸出。更令人驚奇的是Powershell會把最重要最能代表這個對象本質的信息輸出。一個對象有很多屬性，為什么它單單就輸出那幾個屬性呢？
如果使用：

復制代碼代碼如下:

Dir | Format-Table * -wrap
PSP PSP PSC PSD PSP PSI Bas Mod Nam Par Exi Roo Ful Ext Cre Cre Las La La La At
ath are hil riv rov sCo eNa e   e   ent sts t   lNa ens ati ati tAc st st st tr
    ntP dNa e   ide nta me                      me  ion onT onT ces Ac Wr Wr ib
    ath me      r   ine                                 ime ime sTi ce it it ut
                      r                                     Utc me  ss eT eT es
                                                                    Ti im im
                                                                    me e  eU
                                                                    Ut    tc
                                                                    c
--- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- -- -- -- --
Mic Mic ABC C   Mic Tru ABC d-- ABC Pow Tru C: C:     201 201 201 20 20 20 Di
ros ros         ros   e     --      ers   e     Pow     1/1 1/1 1/1 11 11 11 re
oft oft         oft                 hel         ers     2/1 2/1 2/1 /1 /1 /1 ct
.Po .Po         .Po                 l           hel     9 1 9 9 9 1 2/ 2/ 2/ or
wer wer         wer                             lA     7:0 :05 7:0 19 19 19  y
She She         She                             BC      5:5 :55 5:5  9  1  9
ll. ll.         ll.                                     5       5   :0 7: :0
Cor Cor         Cor                                                 5: 05 5:
eF eF         eF                                                 55 :5 55
ile ile         ile                                                    5
Sys Sys         Sys
tem tem         tem
::C ::C
 
owe owe
rsh rsh
ell ell
AB
C

Powershell會最大限度的輸出每個屬性，但是這樣的輸出基本上沒有意義，不利于用戶閱讀。那到底是什么讓Powershell默認只顯示此屬性不顯示彼屬性呢？是“擴展類型系統”Extended Type System (ETS)，ETS會對管道中對象轉換成文本的機制進行宏觀調控。
ETS由兩部分組成，一部分控制對象的版式，一部分控制對象的屬性，今天主要關心第一部分。

文本轉換不可逆

在管道中將對象結果轉換成文本后，不能再將文本轉換成對象，因為ETS不能處理文本。
如果通過ConvertTo-String將目錄列表的轉換成String后，使用Format-Table和Format-List這些命令就會無效。

復制代碼代碼如下:

PS C:Powershell> $text= dir | Out-String
PS C:Powershell> $text

目錄: C:Powershell

Mode                LastWriteTime     Length Name
----                -------------     ------ ----
d----        2011/12/19     17:05            ABC
d----        2011/12/19     17:06            ABD
d----        2011/12/19     17:06            ABE

PS C:Powershell> $text | Format-Table

目錄: C:Powershell

PS C:Powershell> $text | Format-List

目錄: C:Powershell

選擇屬性

在顯示對象結果時如果使用了像Format-Table這樣的命令，ETS也不會起作用，因為Format-Table將每個屬性的值轉換成了文本。所以有的時候，顯示那些屬性最好自己指定清楚，不要把生殺大權交給ETS。

復制代碼代碼如下:

PS C:Powershell> dir | Format-Table Mode,FullName

Mode FullName
---- --------
d---- C:PowershellABC
d---- C:PowershellABD
d---- C:PowershellABE
d---- C:Powershellmyscript
-a--- C:Powershella.ccs
-a--- C:Powershella.csv
-a--- C:Powershella.html
-a--- C:Powershella.txt
-a--- C:Powershellalias

已知對象格式化

如果使用了格式化的命令，但是沒有指定具體的屬性（如： dir | Format-Table）。ETS將會首次大展拳腳，它會決定那些對象應當顯示，那些屬性應當被自動選擇。ETS在做這些工作之前，首先應當弄清楚，那些對象能夠被轉換成文本。

復制代碼代碼如下:

PS C:Powershell> (dir)[0].GetType().FullName
System.IO.DirectoryInfo

Dir 返回一個System.IO.DirectoryInfo對象，并且包含了這個對象里面的System.IO.FileInfo對象和System.IO.DirectoryInfo子對象。這樣ETS就可以去檢查自己的內部記錄，通過內部記錄的配置，將對象轉換成文本。這些內部記錄為XML文件，擴展名為“.ps1xml”

復制代碼代碼如下:

PS C:Powershell> dir $PSHOME*format.ps1xml

目錄: C:WindowsSystem32WindowsPowerShellv1.0

Mode         LastWriteTime Length Name
----         ------------- ------ ----
-a--- 2009/6/11      5:24 27338 Certificate.format.ps1xml
-a--- 2009/6/11      5:24 27106 Diagnostics.Format.ps1xml
-a--- 2009/6/11      5:24 72654 DotNetTypes.format.ps1xml
-a--- 2009/6/11      5:24 24857 FileSystem.format.ps1xml
-a--- 2009/6/11      5:24 257847 Help.format.ps1xml
-a--- 2009/6/11      5:24 89703 PowerShellCore.format.ps1xml
-a--- 2009/6/11      5:24 18612 PowerShellTrace.format.ps1xml
-a--- 2009/6/11      5:24 20120 Registry.format.ps1xml
-a--- 2009/6/11      5:24 24498 WSMan.Format.ps1xml

每一個對象詳細地被定義在這些XML文件中，定義包括那些對象屬性支持轉換成文本，那些對象應當默認顯示在列表或者表格中。
有一點之前說過，對于一行上面的混合命令“ Get-Process ; dir”ETS不支持，要想避免最好的方式是每個命令明確地指定版式。

PS C:Powershell> Get-Process | Format-Table ; dir | Format-Table

未知對象格式化

在ps1xml中定義過的對象屬于已知對象，那些未知對象ETS應當怎樣處理呢？對于未知對象，ETS遵循一個規律：
如果對象的屬性少于5個則表格顯示，否則列表顯示。
下面的例子創建一個對象，并向對象中逐個增加屬性。

復制代碼代碼如下:

PS C:Powershell> $obj=New-Object PSObject
PS C:Powershell> Add-Member -Name A -Value 1 -InputObject $obj
MemberType: PS C:Powershell>
PS C:Powershell> Add-Member -MemberType NoteProperty -Name "A" -Value "1" -InputObject $obj
PS C:Powershell> $obj

A
-
1

PS C:Powershell> Add-Member -MemberType NoteProperty -Name "B" -Value "2" -InputObject $obj
PS C:Powershell> Add-Member -MemberType NoteProperty -Name "C" -Value "3" -InputObject $obj
PS C:Powershell> Add-Member -MemberType NoteProperty -Name "D" -Value "4" -InputObject $obj
PS C:Powershell> $obj

A B C D
- - - -
1 2 3 4

PS C:Powershell> Add-Member -MemberType NoteProperty -Name "E" -Value "5" -InputObject $obj
PS C:Powershell> $obj

A : 1
B : 2
C : 3
D : 4
E : 5

應急模式

如果ETS從輸出中發現臨界狀態，會自動切換到列表顯示。例如“Get-Process; Dir”，ETS正在以表格形式輸出Process對象，但是突然碰到一個FileInfo對象，就會直接切換到列表模式，輸出其它類型的對象。

隱藏列

如果碰到未知的對象，ETS會試著從管道輸出的第一個結果尋找線索，這樣可能導致一個奇怪的現象。ETS會根據未知對象的第一個結果，來判斷屬性，但第一條結果的屬性并不總會輸出。可能再碰到包含更多屬性的對象時，當前選擇的屬性信息就可能會被抑制。
接下來的例子演示那些信息會被抑制，Get-Process 返回正在運行的所有進程，然后通過StartTime進行排序，最輸出每個進程的名稱和開啟時間：

復制代碼代碼如下:

PS C:Windowssystem32> Get-Process | Sort-Object StartTime | Select-Object Name
,StartTime
Sort-Object : 獲取“StartTime”時發生異常:“拒絕訪問。”
所在位置 行:1 字符: 26
+ Get-Process | Sort-Object <<<< StartTime | Select-Object Name,StartTime
+ CategoryInfo : InvalidResult: (System.Diagnostics.Process (audi
odg):PSObject) [Sort-Object], GetValueInvocationException
+ FullyQualifiedErrorId : ExpressionEvaluation,Microsoft.PowerShell.Comman
ds.SortObjectCommand

當執行上面的命令行時，會收到許多錯誤信息。這些錯誤信息并不是來源于命令，而是可能因為當前控制臺沒有管理員權限，某些系統進程拒絕訪問。輸出的進程中可能有一部分進程只有進程名（Name），沒有開啟時間（StartTime），開啟時間被抑制了。
使用Select-Object，會刪除對象的某些屬性，但是對象本身的屬性是不能刪除的，所以ETS會在管道中重新生成一個對象，類型為：System.Management.Automation.PSCustomObject。

復制代碼代碼如下:

PS C:Powershell> Get-Process | foreach {$_.gettype().fullname} | select -f 1
System.Diagnostics.Process
PS C:Powershell> (Get-Process | foreach {$_.gettype().fullname} | select -f 1 Name ).getType().fullname
System.Management.Automation.PSCustomObject

因為PSCustomObject在ETS配置中沒有記錄，就會輸出全部屬性。管道結果之前根據StartTime升序排列過，所以前面的進程由于權限問題沒有StartTime。

擴充ETS

ETS配置中包含的類型對象會以最佳的方式轉換成文本。但是對于未知對象就表現不完美了，表現不完美并不代表束手無策。幸運的是可以通過擴充ETS讓ETS以最佳的方式處理新對象。
擴充ETS的第一步是確定待擴充對象類型。我們可能經常通過Get-WmiObject 來獲取WMI服務。但是不太喜歡Powershell對于它的默認輸出，就可以擴充ETS了。

復制代碼代碼如下:

PS C:Powershell> Get-WmiObject Win32_Processor

__GENUS                     : 2
__CLASS                     : Win32_Processor
__SUPERCLASS                : CIM_Processor
__DYNASTY                   : CIM_ManagedSystemElement
__RELPATH                   : Win32_Processor.DeviceID="CPU0"
__PROPERTY_COUNT            : 48
__DERIVATION                : {CIM_Processor, CIM_LogicalDevice, CIM_LogicalEle

首先確定命令返回結果的對象類型

復制代碼代碼如下:

PS C:Powershell> $object = Get-WmiObject Win32_Processor | Select-Object -first 1
PS C:Powershell> $object.GetType().FullName
System.Management.ManagementObject

發現目標類型為：System.Management.ManagementObject
接下來創建一個配置文件：

復制代碼代碼如下:

<configuration>
<viewdefinitions>
<view>
<name>CustomView</name>
<viewselectedby>
<typename>System.Management.ManagementObject</typename>
</viewselectedby>
<tablecontrol>
<tableheaders>
<tablecolumnheader>
<label>Name</label>
<width>12</width>
</tablecolumnheader>
<tablecolumnheader>
<label>Description</label>
<width>30</width>
</tablecolumnheader>
<tablecolumnheader>
<label>ID</label>
</tablecolumnheader>
</tableheaders>
<tablerowentries>
<tablerowentry>
<tablecolumnitems>
<tablecolumnitem>
<propertyname>DeviceID</propertyname>
</tablecolumnitem>
<tablecolumnitem>
<propertyname>Description</propertyname>
</tablecolumnitem>
<tablecolumnitem>
<propertyname>ProcessorID</propertyname>
</tablecolumnitem>
</tablecolumnitems>
</tablerowentry>
</tablerowentries>
</tablecontrol>
</view>
</viewdefinitions>
</configuration>

將文件保存為Win32_Processor.format.ps1xml，然后使用命令Update-FormatData把它加載進ETS，會立即生效

復制代碼代碼如下:

PS C:Powershell> Update-FormatData .Win32_Processor.format.ps1xml
PS C:Powershell> Get-WmiObject win32_processor

Name         Description                    ID
----         -----------                    --
CPU0         x64 Family 6 Model 15 Stepp... BFEBFBFF000006FD

但是這樣的定義可能有個缺點，當我們獲取其它WMI對象時，也會根據我們定義的規則顯示。

復制代碼代碼如下:

PS C:Powershell> Get-WmiObject Win32_Share

Name         Description                    ID
----         -----------                    --
             Remote Admin
             Default share
             HP LaserJet P2050 Series PCL6
             Remote IPC
             Printer Drivers

出現上面的情況，是因為WMI的所有對象都會以System.Management.ManagementObject類型返回。因此ETS沒有出錯，罪魁禍首是WMI這個特殊的類型。所以擴充ETS時一定要細化一個具體的類型。事實上WMI對象有一個PSTypeNames屬性，通過它就可以找到更具體的類型。

復制代碼代碼如下:

PS C:Powershell> $object = Get-WmiObject Win32_Processor | Select-Object -first1
PS C:Powershell> $object.PSTypeNames
System.Management.ManagementObject#rootcimv2Win32_Processor
System.Management.ManagementObject
System.Management.ManagementBaseObject
System.ComponentModel.Component
System.MarshalByRefObject
System.Object

上面顯示了WMI對象類型的繼承層次。所以我們需求中要擴展的對象類型應該為：System.Management.ManagementObject#rootcimv2Win32_Processor

所以應當修改配置文件，重新加載更新。更新時會有一條異常
Update-FormatData : 加載格式數據文件時出錯:
Microsoft.PowerShell，C:PowershellWin32_Processor.format.ps1xml: 文件被跳過，
因為該文件已在“Microsoft.PowerShell”中出現過。

異常可以忽略，然后重新測試。

復制代碼代碼如下:

PS C:Powershell> Get-WmiObject win32_Processor

Name         Description                    ID
----         -----------                    --
CPU0         x64 Family 6 Model 15 Stepp... BFEBFBFF000006FD

PS C:Powershell> Get-WmiObject win32_share

Name                       Path                       Description
----                       ----                       -----------
ADMIN$                C:Windows          Remote Admin
C$                         C:                        Default share

這樣ETS的擴充只對Win32_Processor有效了。不會影響到其他父類型對象。

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