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。可以使用 Get-Alias 或点击 此处 查询别名的使用方法。

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；awk 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（详见 维基百科）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 2：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/PowerShell/releases/download/v<version>/powershell-<version>.rhel.7.<architecture>.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 $HOME:$HOME \
  --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 $HOME:$HOME 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