优化PowerShell脚本的几个小技巧 3


PowerShell性能优化系列文章

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  5. 优化PowerShell脚本的几个小技巧
  6. 轻量级的PowerShell性能测试

一些PowerShell脚本可能很容易消耗很多内存,或者运行太多时间,甚至兼而有之。本文会分享几个PowerShell小技巧来提高这一类脚本的性能。

最终优化

在你写脚本时,不要老是想着去优化,因为你的部分优化代码可能最终被丢弃。而且老是想着优化也会降低你的生产效率,因为和CPU的时间相比,脚本编写者的时间可能会更宝贵。

使用过滤参数

PowerShell可能会消耗很多资源,因为许多Cmdlet本身的设计就是用来提供数目很大的数据。所以,如果你使用的Cmdlet命令支持-Filter, -Include, 和 -Exclude这样的过滤条件,就尽量使用它们。

首先如果一条命令支持-Filter 过滤器参数,那就说明这里可能隐藏着一个对象访问API。使用过滤,可能会让代码执行得非常快,因为通常会在对象被创建之前就执行过滤。相反一条命令支持-Include, 和 -Exclude,这样的过滤会发生在对象被创建后,对象进入管道之前。所以后者的效率比-Filter 要低。尽管如此,使用-Include, 和 -Exclude后,让部分对象不进入管道,速度也是非常快的。

有时,应当使用更多的类型去过滤。比如你想搜索D盘下所有的后缀名为htm的文件。我们应当会使用*.htm作为过滤-Filter条件,PowerShell使用传统的文件系统通配符,仅会返回所有匹配到的文件对象。这样效率很高,因为这种简单模式匹配,Windows API本身在底层就实现了。然而Windows API本身也有许多限制,因为它太老了,它会忽略文件后缀名中除了htm这三个字符以外的所有字符。所以即使有Html这样后缀名它也会返回。所以此时,我们需要-filter和-include双剑合璧,打败金轮法王。

dir D: -Filter '*.htm' -Include '*.html' -Recurse

但是有一点要记住,使用-Filter过滤条件是很快,但是到底快到什么程度取决于-Filter调用的底层API。我们来举个例子吧:

Get-WmiObject -Class Win32_Product  -Filter 'Vendor LIKE "%Microsoft%"'

这个例子会查询机器安装的所有微软的产品,纵然我们使用了-filter,仍旧很慢?因为-Filter调用的是Windows Management Instrumentation (WMI)API,这个是基于WMI查询语言(WQL)的,过滤是发生在WMI内部的。

减少资源的占用

性能的优化包括降低时间复杂度和空间复杂度,但是很多时候,鱼和熊掌不可兼得。你只能选择其一。举个例子吧:比如你想列出D盘下所有的文件,然后针对每个文件做点事情,你可能会使用ForEach-object来变量整个集合中的文件系统对象:

Get-ChildItem -Path D:\ -Recurse | ForEach-Object { do-something }

使用了这个命令后,每一个文件对象经过额外的包装后,会经过管道的边界,代码的执行效率显著下降,但是它不会占用太多内存,因为每次只有一个对象在管道中流通。

另外一种方法,你可能会使用Foreach循环:

foreach($file in (Get-ChildItem -Path D:\ -Recurse)){
 do-something }

这段代码执行起来非常快,因为它避免了管道边界。但是它在处理之前会把所有文件对象加入到集合中。所以如果这个集合非常庞大,它可能会像某国的某能源局领导占用上亿人民币一样,洪水禽兽般占用系统资源。

Foreach循环比ForEach-Object,执行速度快,消耗的内存多。但是如果你能确定你要处理的数据规模不是很大,Foreach循环当然是上上之选。

使用Sleep降低CPU的使用率

接触很多对象的PowerShell脚本,通常会执行很长时间,对于处理器也不会怜香惜玉。现在单核CPU已成往事,在多核的今天这可能不是个事,但这仍旧可能会导致系统花费了大量时间去等待。如果你的脚本消耗了很多CPU周期,或者需要等待事情发生,你可以使用Start-Sleep这条命令来降低处理器的使用率。默认Slee是按秒来等待的,这肯定受不了,你可以设置一个毫秒级别的暂停。始终的分辨率不超过10到20毫秒会更好(再小就没有意义了),所以你可以指定最小暂停时间为20毫秒。

另外你可能不想让你的脚本每个循环周期中都Sleep,只让部分周期Sleep,以给CPU腾出时间去做其它事。下面的脚本会借助操作符%取模来保证每10轮暂停一次:

$i=0
Get-ChildItem -Recurse |
 ForEach-Object{    $i+=1
    if($i%10 –eq 0)
   {sleep -mill 20}
   do-something
}

简单的优化方案

你可以把这些小技巧归纳成一个统一的优化方案。首先,别急着优化直到脚本写完了。接着,使用Filter过滤来减少限制返回对象的数目,然后再用-include和,-exclude进行微调,这样做既会减少运行时间,也会降低资源的使用率。基于这一点,如果你的数据量比较大,就使用Foreach循环来代替Foreach-Object,这样会让你的脚本执行效率提高。当然如果你的数据规模到了10万级以上,这可能会引入新的性能问题。最后,如果你发现自己的脚本CPU占用率老高老高,看看能否在一些循环中使用Start-Sleep命令,来放松一下。

原文作者:Alex Angelopoulos
原文链接:Tips for Optimizing PowerShell Scripts

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