释放最高效率：如何加快 PowerShell 性能以简化命令行操作

标题：7 种经过验证的加速 PowerShell 性能的技术

简介：PowerShell 脚本缓慢的奇怪案例

想象一下 - 您是一名工程师，严重依赖 PowerShell 脚本来执行自动化和系统管理任务。您花费了无数的时间来完善脚本来完成工作，但有时，它们需要非常长的时间来执行。

如何提高 PowerShell 性能？

在速度和效率为王的世界中，发现增强 PowerShell 脚本性能的技术可能会改变游戏规则。在本文中，我们将探讨七种经过该领域专家尝试和测试的成熟技术，以显着提高 PowerShell 性能。

1. 使用左过滤方法最大化管道效率

左过滤方法是一组最佳实践，旨在通过减少 cmdlet (command-let) 之间传递的数据量来提高管道的性能。这是通过在管道的早期阶段过滤掉不需要的对象来实现的。

例如，考虑一个从 Active Directory (AD) 检索信息、处理信息并将相关数据导出到 CSV 文件的 PowerShell 脚本：

Get-ADUser -Filter * | Where-Object { $_.Surname -eq ‘Smith’ } | Export-CSV -Path .ADOutput.csv -NoTypeInformation

该脚本首先检索AD中的所有用户，然后根据姓氏进行过滤，最后导出相关数据。通过使用filter-left方法，您可以修改脚本以提高性能：

Get-ADUser -Filter { Surname -eq ‘Smith’ } | Export-CSV -Path .ADOutput.csv -NoTypeInformation

此修改后的脚本会在将数据传递到管道之前从源处对其进行过滤，从而显着提高性能。

2. 利用并行处理的力量

PowerShell 的并行处理功能使您能够同时执行多个任务，从而大大加快脚本速度。 ForEach-Object -Parallel cmdlet 允许您以简单高效的方式并行执行任务。

考虑一个在多个服务器上执行 CPU 密集型任务的脚本：

$servers = Get-Content .servers.txt
$result = $servers | ForEach-Object {
Perform-CPUIntensiveTask -Server $_
}

要利用并行处理，只需按如下方式修改脚本即可：

$servers = Get-Content .servers.txt
$result = $servers | ForEach-Object -Parallel {
Perform-CPUIntensiveTask -Server $_
} -ThrottleLimit 10

-ThrottleLimit 参数允许您控制并发操作的数量，防止资源耗尽。

3.优化你的循环

循环在 PowerShell 脚本编写中至关重要，但如果未正确优化，可能会导致性能问题。使用循环时，请考虑以下准则：

- 用更快的 foreach 语句替换慢速的 ForEach-Object cmdlet。
- 避免在数组上使用慢速的 += 运算符；相反，使用 List 对象（来自 System.Collections.Generic）及其 .Add() 方法以获得更好的性能。
-使用 switch 语句而不是多个 if 语句来提高代码可读性和执行速度。

4. 通过 [CmdletBinding()] 属性使用高级功能

高级功能提供了丰富的好处，包括改进的性能。通过将 [CmdletBinding()] 属性添加到函数中，您可以启用常见参数，例如 -Verbose、-Debug 和 -ErrorAction，它可以极大地帮助排除故障和优化脚本。

5. 尽量减少昂贵的 Cmdlet 的使用

某些 cmdlet（例如 Sort-Object）可能会占用大量资源并降低脚本速度。最大限度地减少它们的使用或寻找替代方案可以提高 PowerShell 的性能。例如，如果您需要从数组中提取唯一元素，请考虑使用 HashSet 类（来自 System.Collections.Generic）而不是 Select-Object - 独特的 cmdlet 可提高效率。

6. 优化你的正则表达式

在 PowerShell 中使用正则表达式时，优化它们以提高性能至关重要。请遵循以下最佳实践：

- 通过将 ? 附加到任何贪婪量词（*、+ 或 {n,m}).
- 利用原子组(?>…)来防止不必要的回溯。

7. 尽可能选择本机 .NET 方法而不是 Cmdlet

PowerShell 构建于 .NET Framework 之上；因此，许多本机 .NET 方法可以直接在脚本中使用。这些本机方法通常优于其等效的 cmdlet，从而实现更好的整体 PowerShell 性能。

结论：立即提升您的 PowerShell 性能

现在您已经掌握了这七种经过验证的技术，是时候将您新学到的知识付诸实践并见证您的 PowerShell 性能飞速提升了。请记住，成为专业 PowerShell 工程师的关键是不断学习和完善脚本，以确保它们尽可能高效、可靠和快速。

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使用 Write-Host 是否会导致 PowerShell 性能下降？

在 PowerShell 中使用 Write-Host 可能会导致性能下降，尤其是在处理大量数据或频繁输出时。这是因为 Write-Host 直接写入控制台，导致脚本等待控制台处理输出后再继续。

相反，使用Write-Output或Write-Verbose等方法可以帮助提高性能，因为它们不直接写入控制台并允许脚本继续处理而无需等待用于控制台输出。

为了提高 PowerShell 性能，建议尽可能避免使用 Write-Host 并选择替代方法，例如 Write-Output、Write-Verbose ，或者甚至输出到文件。

什么工具可以简化 PowerShell 中脚本的执行？

PowerShell 集成脚本环境 (ISE) 是一种简化 PowerShell 中脚本执行的工具。该图形界面允许用户创建、编辑和运行 PowerShell 脚本和命令，从而更轻松地处理复杂的脚本和管理多个任务。

ISE 提供语法突出显示、自动完成和脚本调试等功能，可实现更高效的脚本编写和易用性。此外，它还支持使用PowerShell模块来扩展其功能并简化各种任务。

为什么 Windows PowerShell 每隔 10 分钟就会连续出现一次？

Windows PowerShell 每 10 分钟连续出现一次可能有多种原因。以下是一些可能的原因：

1. 计划任务：可能有一个计划任务设置为每 10 分钟运行一次 PowerShell 脚本或命令。您可以检查Windows中的任务计划程序以查看是否有此类任务，并在必要时禁用或修改它。

2. 恶意软件或病毒：在某些情况下，恶意软件可能会导致 PowerShell 重复打开。因此，使用更新的防病毒程序运行完整的系统扫描以确保您的计算机不被感染至关重要。

3. 启动应用程序：有时，在后台运行的程序可能会导致 PowerShell 定期启动。查看启动应用程序列表，确保没有任何不需要的应用程序启动 PowerShell。

4.系统配置：某些系统配置可能会触发PowerShell定期打开。检查您的组策略设置和注册表以确保所有配置均正确。

要诊断和解决问题，请首先按顺序调查每种可能性。通过检查计划任务、扫描恶意软件、检查启动应用程序和检查系统配置，您将更有可能识别并解决重复出现 PowerShell 窗口的原因。

哪些因素有助于 PowerShell 的效力？

PowerShell 是一种极其强大的命令行 shell 和脚本语言，提供了多种有助于增强其效力的功能。一些最重要的因素包括：

1.面向对象的架构：与传统的基于文本的 shell 不同，PowerShell 使用对象。这意味着您可以直接操作结构化数据，从而更轻松地执行复杂操作和管理系统组件。

2. Cmdlet：Cmdlet 是 PowerShell 命令的构建块。它们是轻量级的单功能命令，允许用户执行特定任务，例如管理服务或处理文件。有大量内置 cmdlet，用户可以根据需要创建自己的自定义 cmdlet。

3. 管道：PowerShell 管道可让您将输出从一个 cmdlet 传递到另一个 cmdlet，从而允许您将多个命令链接在一起并构建复杂的工作流程。这有助于减少执行任务所需的代码量，并使现有脚本的重用和重新利用变得容易。

4.脚本功能：PowerShell的脚本语言功能强大且易于学习，使用户能够自动执行任务、创建自定义函数以及开发全面的应用程序。该语言支持变量、循环、条件语句、错误处理等等。

5. 与 .NET Framework 集成：PowerShell 构建于 .NET Framework 之上，可与其他 .NET 应用程序和库无缝集成。这使得 PowerShell 能够利用 .NET 生态系统中可用的大量资源，进一步扩展其功能。

6.远程管理：PowerShell支持远程管理，允许用户跨不同网络和环境执行命令和管理系统。这使得管理员可以更轻松地从一个位置管理大量系统。

7. 可扩展性：PowerShell具有高度可扩展性，允许用户创建可与其他人共享的自定义模块、管理单元和功能。这使得强大的 PowerShell 用户社区能够共同合作、开发新的解决方案并不断改进平台。

8. 积极开发和支持：PowerShell 由 Microsoft 积极开发和支持，确保其保持最新状态并定期获得更新和改进。此外，还有一个由用户和专家组成的广泛社区，他们为其持续开发做出了贡献并提供了宝贵的资源，例如论坛、博客和教程。

优化 PowerShell 脚本以在命令行环境中更快执行的最有效方法是什么？

有多种方法可以优化 PowerShell 脚本，以便在命令行环境中更快地执行。以下是一些最有效的策略：

1. 使用管道：PowerShell 的管道允许您将数据从一个 cmdlet（命令）传递到另一个 cmdlet（命令），从而最大限度地减少对临时变量的需求并使代码更加高效。

2. 避免使用别名：别名可能会减少击键次数，但会减慢脚本的执行速度。使用完整的命令名可以提高性能。

3. 尽早过滤：处理数据时，尽量尽快过滤，以减少通过管道传递的数据量，从而提高执行速度。

4. 使用本机 PowerShell cmdlet：只要有可能，请使用本机 PowerShell cmdlet 而不是外部程序或命令，因为它们针对在 PowerShell 环境中使用进行了优化。

5. 减少循环的使用：循环会减慢脚本的执行速度，尤其是在嵌套循环的情况下。尝试寻找替代方案，例如在 cmdlet 中使用 -ForEach、-Filter 或 -Ininclude 开关。

6. 优化正则表达式：如果您使用正则表达式进行模式匹配，请确保对其进行优化，以最大限度地减少回溯并提高性能。

7. 最小化远程连接：如果您的脚本需要多个远程连接，请考虑使用单个远程会话来执行多个任务或使用后台作业并行运行任务。

8. 优化字符串操作：处理字符串时，请使用 PowerShell 的本机字符串操作技术，除非必要，否则避免使用 .NET 方法，因为它们执行速度可能较慢。

9. 分析脚本：使用 Measure-Command cmdlet 确定脚本的哪些部分消耗最多时间，并重点优化这些部分。

10. 缓存静态数据：如果您的脚本访问静态或不经常更改的数据，请考虑缓存数据以减少加载时间并提高性能。

通过遵循这些最佳实践，您可以优化 PowerShell 脚本，以便在命令行环境中更快地执行。

如何在 PowerShell 命令行中利用并行处理或多线程技术来提高性能？

在 PowerShell 命令行中，您可以通过使用带有 -Parallel 参数的 ForEach-Object cmdlet 或使用 PowerShell 作业，利用并行处理或多线程技术来提高性能。

1.使用带有 -Parallel 参数的 ForEach-Object：

PowerShell 7 及更高版本中提供了 ForEach-Object -Parallel 功能。它允许您同时而不是顺序处理集合中的项目。这是一个例子：

$Items = 1..10
$ScriptBlock = { param($item) Write-Output (“Item: $item Processed by: $($PSThreadId)”) }
$Items | ForEach-Object -ThrottleLimit 5 -Parallel $ScriptBlock

在此示例中，-ThrottleLimit 指定允许同时运行的最大线程数。默认限制为 5。

2.使用 PowerShell 作业：

PowerShell 作业允许您在后台运行命令或脚本块，同时继续在当前会话中工作。这是一个例子：

$JobList = @()
for ($i = 1; $i -le 10; $i++) {
$Job = Start-Job -ScriptBlock { param($item) Write-Output (“Item: $item Processed by: $($PSThreadId)”) } -ArgumentList $i
$JobList += $Job
}
$JobList | Wait-Job | Receive-Job

在此示例中，我们创建一个名为 $JobList 的数组来保存作业。然后，我们使用 Start-Job cmdlet 使用循环创建 10 个作业，每次将参数 $i 传递给脚本块。所有作业启动后，都会收集到数组中，并使用Wait-Job来等待所有作业完成。最后，Receive-Job 检索作业的输出。

这两种技术都可以通过在 PowerShell 命令行脚本中利用并行处理来帮助提高性能。

优化 PowerShell 命令行性能时是否需要遵循特定的 cmdlet 或最佳实践？

优化 PowerShell 命令行性能对于运行高效且高性能的脚本至关重要。以下是您在寻求优化 PowerShell 命令行使用时应考虑的一些特定 cmdlet 和最佳实践：

1. Measure-Command：使用 Measure-Command cmdlet 测量运行脚本块或 cmdlet 所需的时间。这将帮助您检测性能瓶颈并比较不同命令的执行时间。

2. 尽早过滤：处理大型数据集时，尝试在管道中尽早过滤数据。这减少了通过管道传递的数据量，从而提高了性能。

3. 尽可能使用本机命令：在某些情况下，与同等 cmdlet 相比，在 PowerShell 中使用本机命令可以提供更快的性能。例如，考虑使用 System.IO.File 方法来读取和写入文件，而不是使用 Get-Content。

4. 避免不必要的循环：在脚本中尽量减少使用 ForEach-Object 或 For 等循环，尤其是在处理大型数据集时，因为它们会导致执行时间增加。

5. 并行执行操作：利用 ForEach-Object -Parallel 参数或 Start-Job cmdlet 并发运行任务。这有助于减少同时执行多个任务时脚本的总体执行时间。

6. Select-Object 和计算属性：使用Select-Object 时，限制返回的属性数量，并考虑使用计算属性以避免不必要的计算或属性查找。

7. 使用Where-Object优化过滤：不要使用ForEach-Object和if语句来过滤数据，而是利用更高效的Where-Object cmdlet。

8. 避免使用别名：虽然别名可以减少键入时间，但它们可能会对脚本的可读性和可维护性产生负面影响。使用完整的命令和参数名称以便更好地理解和更轻松地调试。

通过实施这些最佳实践并注意 cmdlet 的使用，您可以优化 PowerShell 命令行脚本的性能并确保高效的资源利用。