Windows Powershell扩展类型系统

2020-10-29 21:02:38

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供稿：网友

Powershell一个最吸引人的功能是它能够将任何对象转换成文本，我们已经使用过将对象属性以不同的版式转换成文本，并且输出。更令人惊奇的是Powershell会把最重要最能代表这个对象本质的信息输出。一个对象有很多属性，为什么它单单就输出那几个属性呢？
如果使用：

复制代码代码如下:

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会最大限度的输出每个属性，但是这样的输出基本上没有意义，不利于用户阅读。那到底是什么让Powershell默认只显示此属性不显示彼属性呢？是“扩展类型系统”Extended Type System (ETS)，ETS会对管道中对象转换成文本的机制进行宏观调控。
ETS由两部分组成，一部分控制对象的版式，一部分控制对象的属性，今天主要关心第一部分。

文本转换不可逆

在管道中将对象结果转换成文本后，不能再将文本转换成对象，因为ETS不能处理文本。
如果通过ConvertTo-String将目录列表的转换成String后，使用Format-Table和Format-List这些命令就会无效。

复制代码代码如下:

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

目录: 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

目录: C:Powershell

PS C:Powershell> $text | Format-List

目录: C:Powershell

选择属性

在显示对象结果时如果使用了像Format-Table这样的命令，ETS也不会起作用，因为Format-Table将每个属性的值转换成了文本。所以有的时候，显示那些属性最好自己指定清楚，不要把生杀大权交给ETS。

复制代码代码如下:

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

已知对象格式化

如果使用了格式化的命令，但是没有指定具体的属性（如： dir | Format-Table）。ETS将会首次大展拳脚，它会决定那些对象应当显示，那些属性应当被自动选择。ETS在做这些工作之前，首先应当弄清楚，那些对象能够被转换成文本。

复制代码代码如下:

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

Dir 返回一个System.IO.DirectoryInfo对象，并且包含了这个对象里面的System.IO.FileInfo对象和System.IO.DirectoryInfo子对象。这样ETS就可以去检查自己的内部记录，通过内部记录的配置，将对象转换成文本。这些内部记录为XML文件，扩展名为“.ps1xml”

复制代码代码如下:

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

目录: 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

每一个对象详细地被定义在这些XML文件中，定义包括那些对象属性支持转换成文本，那些对象应当默认显示在列表或者表格中。
有一点之前说过，对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个命令明确地指定版式。

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

未知对象格式化

在ps1xml中定义过的对象属于已知对象，那些未知对象ETS应当怎样处理呢？对于未知对象，ETS遵循一个规律：
如果对象的属性少于5个则表格显示，否则列表显示。
下面的例子创建一个对象，并向对象中逐个增加属性。

复制代码代码如下:

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

应急模式

如果ETS从输出中发现临界状态，会自动切换到列表显示。例如“Get-Process; Dir”，ETS正在以表格形式输出Process对象，但是突然碰到一个FileInfo对象，就会直接切换到列表模式，输出其它类型的对象。

隐藏列

如果碰到未知的对象，ETS会试着从管道输出的第一个结果寻找线索，这样可能导致一个奇怪的现象。ETS会根据未知对象的第一个结果，来判断属性，但第一条结果的属性并不总会输出。可能再碰到包含更多属性的对象时，当前选择的属性信息就可能会被抑制。
接下来的例子演示那些信息会被抑制，Get-Process 返回正在运行的所有进程，然后通过StartTime进行排序，最输出每个进程的名称和开启时间：

复制代码代码如下:

PS C:Windowssystem32> Get-Process | Sort-Object StartTime | Select-Object Name
,StartTime
Sort-Object : 获取“StartTime”时发生异常:“拒绝访问。”
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

当执行上面的命令行时，会收到许多错误信息。这些错误信息并不是来源于命令，而是可能因为当前控制台没有管理员权限，某些系统进程拒绝访问。输出的进程中可能有一部分进程只有进程名（Name），没有开启时间（StartTime），开启时间被抑制了。
使用Select-Object，会删除对象的某些属性，但是对象本身的属性是不能删除的，所以ETS会在管道中重新生成一个对象，类型为：System.Management.Automation.PSCustomObject。

复制代码代码如下:

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

因为PSCustomObject在ETS配置中没有记录，就会输出全部属性。管道结果之前根据StartTime升序排列过，所以前面的进程由于权限问题没有StartTime。

扩充ETS

ETS配置中包含的类型对象会以最佳的方式转换成文本。但是对于未知对象就表现不完美了，表现不完美并不代表束手无策。幸运的是可以通过扩充ETS让ETS以最佳的方式处理新对象。
扩充ETS的第一步是确定待扩充对象类型。我们可能经常通过Get-WmiObject 来获取WMI服务。但是不太喜欢Powershell对于它的默认输出，就可以扩充ETS了。

复制代码代码如下:

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

首先确定命令返回结果的对象类型

复制代码代码如下:

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

发现目标类型为：System.Management.ManagementObject
接下来创建一个配置文件：

复制代码代码如下:

<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>

将文件保存为Win32_Processor.format.ps1xml，然后使用命令Update-FormatData把它加载进ETS，会立即生效

复制代码代码如下:

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

但是这样的定义可能有个缺点，当我们获取其它WMI对象时，也会根据我们定义的规则显示。

复制代码代码如下:

PS C:Powershell> Get-WmiObject Win32_Share

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

出现上面的情况，是因为WMI的所有对象都会以System.Management.ManagementObject类型返回。因此ETS没有出错，罪魁祸首是WMI这个特殊的类型。所以扩充ETS时一定要细化一个具体的类型。事实上WMI对象有一个PSTypeNames属性，通过它就可以找到更具体的类型。

复制代码代码如下:

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

上面显示了WMI对象类型的继承层次。所以我们需求中要扩展的对象类型应该为：System.Management.ManagementObject#rootcimv2Win32_Processor

所以应当修改配置文件，重新加载更新。更新时会有一条异常
Update-FormatData : 加载格式数据文件时出错:
Microsoft.PowerShell，C:PowershellWin32_Processor.format.ps1xml: 文件被跳过，
因为该文件已在“Microsoft.PowerShell”中出现过。

异常可以忽略，然后重新测试。

复制代码代码如下:

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

这样ETS的扩充只对Win32_Processor有效了。不会影响到其他父类型对象。

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