PowerShell while循环在基础设施自动化中的使用技巧

循环通过在执行脚本前强制执行条件来增强任务自动化脚本。本教程解释了相关概念，并提供了避免无限循环的技巧。

PowerShell具备编程语言应有的所有循环能力，但有一种特定类型的循环对关注基础设施管理和监控的管理员特别有价值。

PowerShell中使用的循环类型有哪些？

在深入了解while循环之前，了解何时使用每种循环很重要：

• For循环：适用于使用计数器变量执行特定次数的代码块
• Foreach循环：遍历数组并对数组中的每个项目执行某些代码
• While循环：当条件评估为true时，表达式持续执行代码段。如果条件在第一次检查时不成立，则代码永远不会运行
• Do-while循环：与while循环类似，但代码段先执行，然后脚本评估条件。无论条件如何，代码至少运行一次
• Do-until循环：与do-while循环类似，代码至少运行一次。表达式执行后评估条件，一旦条件为true，循环停止

使用PowerShell while循环的场景有哪些？

PowerShell中的所有不同循环在特定情况下都很方便。当需要重复运行某些代码直到满足条件时，while循环特别有用。与for循环或foreach循环不同，代码不需要设置迭代次数。

使用while循环的一些基本高级示例如下：

• 等待某些事件发生
• 遍历没有设定次数的代码段

具体示例如下：

• 基础设施配置：等待基础设施配置完成后再继续
• 服务监控：等待某些服务启动或停止后再执行某些代码
• 状态监控：检查资源状态，直到满足特定条件后再执行某些代码
• 输入验证：持续请求输入，直到满足特定条件

PowerShell while循环的基本语法是什么？

与其他循环相比，while循环具有简单的语法。以下代码显示了PowerShell中while循环的基本语法：

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while ('<condition>') {
 '<code>'
}

用基本示例填充该模板，可能看起来像以下执行简单计数器示例的代码：

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$x = 0
while ($x -lt 10) {
 $x++
}
$x

代码示例中发生的情况：

1. $x设置为0
2. while循环条件被评估并返回$true，因为0小于10
3. $x递增（$x++），使其变为1
4. 重复步骤2和3，直到$x变为10
5. while循环条件被评估并返回$false，因为$x（现在是10）不再小于10
6. while循环中的代码被跳过，执行最后一行

使用while循环执行基础设施配置

假设您正在编写一个脚本，用于将某些基础设施部署到Azure，并且希望脚本等待部署完成。以下PowerShell代码中的while循环等待资源存在后再继续脚本：

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New-AzContainerGroup @splat
while ((Get-AzContainerGroup -ResourceGroupName $splat.ResourceGroupName | Where-Object{$_.Name -eq $splat.Name}).Count -eq 0) {
 Start-Sleep -Seconds 10
}
# 基础设施部署后执行的代码

在此脚本中，发生以下情况：

1. 一个cmdlet创建Azure容器实例
2. while循环条件检查容器实例
3. 脚本检查代码创建的具有该名称的容器实例，如果未找到实例则返回$true
4. 如果while循环条件返回$true，脚本休眠10秒
5. 如果while循环条件返回$false，则执行while循环后的代码

使用while循环执行基础设施监控

在PowerShell中使用while循环的另一个好场景是监控。例如，脚本中的以下代码段检查服务是否启动：

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while ((Get-Service 'serviceName').Status -ne 'Running') {
 Start-Sleep -Seconds 5
}

在这段代码中，while循环持续循环，直到服务状态为Running。

要检查服务是否停止然后发送警报，代码可以将条件设置为检查服务是否正在运行：

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while ((Get-Service 'serviceName').Status -eq 'Running') {
 Start-Sleep -Seconds 5
}
Send-MailMessage @splat

while循环持续循环，直到服务状态不为Running。

如何排查while循环问题

当while循环不按预期行为时，很难纠正错误。由于它们没有预定的执行次数，可能会创建永远不会停止循环的while循环。

为防止无限循环，请确保while循环条件最终返回$false。这听起来很简单，但可能需要一些额外的测试。调试while循环的好方法是添加一些Write-Host或Write-Output语句，其中包含条件语句中正在评估的值的详细信息。例如，容器实例部署示例可以添加一行来输出当前容器实例：

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New-AzContainerGroup @splat
while ((Get-AzContainerGroup -ResourceGroupName $splat.ResourceGroupName | Where-Object{$_.Name -eq $splat.Name}).Count -eq 0) {
 Write-Host "Container instances: $((Get-AzContainerGroup -ResourceGroupName $splat.ResourceGroupName).Name -join ', ')"
 Start-Sleep -Seconds 10
}

限制while循环中无限循环机会的另一种方法是在脚本中实现最大循环次数。例如，在将资源部署到Azure后，有理由假设资源应在几分钟内部署完成。在脚本中添加计数器变量，并将其最大值限制为120：

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$counter = 0
New-AzContainerGroup @splat
while ((Get-AzContainerGroup -ResourceGroupName $splat.ResourceGroupName | Where-Object{$_.Name -eq $splat.Name}).Count -eq 0) {
 $counter++
 if ($counter -ge 120) {
 Throw 'Deployment has taken longer than 20 minutes.'
 }
 Start-Sleep -Seconds 10
}
# 基础设施部署后执行的代码

该示例在while循环内部使用if语句，而不是将其包含在条件中，以显示脚本由于$counter大于120而退出。使用Throw会在该点停止脚本，而不是继续。

在while循环中使用计数器的另一种方法是定期写入一些输出。例如，在服务监控脚本中，可以使用计数器和if语句定期写入日志文件，让管理员知道脚本仍在运行：

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$counter = 0
while ((Get-Service 'serviceName').Status -eq 'Running') {
 $counter++
 if ($counter % 60 -eq 0) {
 'serviceName is still running...' | Out-file $logPath -Append
 }
 Start-Sleep -Seconds 5
}
Send-MailMessage @splat

脚本使用模数运算符（%）检查计数器是否可被60整除。如果是，则脚本写入日志条目。输出每60次迭代发生一次，略长于每五分钟一次。