PowerShell 多线程的使用

今天一个朋友问我在Powershell里面如何能够并发的ping上万台机器？默认的test-connection 尽管有-computer这个参数，他的方式是按顺序的挨个ping，全部跑下来可能有好几个小时。

比如我需要花18秒的时间才能ping完40台服务器，如果成千上万的话就很费时间了。

measure-commnd -expression {
$computers=Get-ADComputer -Filter {operatingsystem -like "*2012*"} 

Test-Connection -ComputerName $computers.name -Count 1

}

这之前，豆子对多线程的使用仅仅限于了解invoke-command可以同时对30个对象操作，经过一番学习，终于发现还有其他 的高级方式。

PowerShell里面，对于多线程的使用大概是两大方式。

第一个是创建多个后台的job。这种方式通过start-job或者 -asjob创建后台job，然后通过get-job获取当前的任务，通过receive-job来获取完成任务的结果，最后还得remove-job来释放内存。缺点是性能不高，尤其在创建job和退出job的过程中会消耗大量时间和资源。

第二个方式是创建多个runspace，这个工作原理和invoke-command一样，每一个远程的session绑定一个runspace。我们可以创建一个runspace pool，指定在这个资源池里面最多可以同时执行多少个runspace。

比起第一种方式，runspace的性能强悍了太多。下面有人做的对比实验，可以看见几乎是几十倍的性能差距。

http://learn-powershell.net/2012/05/13/using-background-runspaces-instead-of-psjobs-for-better-performance/

现在看看怎么来实现。豆子主要参考了这篇博客的方法和原理，写了一个简单的脚本来。 

http://thesurlyadmin.com/2013/02/11/multithreading-powershell-scripts/

思路很简单，创建runspace pool，指定runspace的数量，然后对要测试的对象集合，对每一个对象都创建一个后台的runspace job，绑定要执行的脚本，传入参数，把结果保存在ps对象或者hash表中，最后等待所有job结束，输出结果。

$Throttle = 20 #threads

#脚本块，对指定的计算机发送一个ICMP包测试，结果保存在一个对象里面
 
$ScriptBlock = {
   Param (
      [string]$Computer
   )
   $a=test-connection -ComputerName $Computer -Count 1 
   
   $RunResult = New-Object PSObject -Property @{
      IPv4Adress=$a.ipv4address.IPAddressToString
      ComputerName=$Computer
      
   }
   Return $RunResult
}


#创建一个资源池，指定多少个runspace可以同时执行

$RunspacePool = [RunspaceFactory]::CreateRunspacePool(1, $Throttle)
$RunspacePool.Open()
$Jobs = @()
 

#获取Windows 2012服务器的信息，对每一个服务器单独创建一个job，该job执行ICMP的测试，并把结果保存在一个PS对象中
 
(get-adcomputer -filter {operatingsystem -like "*2012*"}).name | % {
   
   #Start-Sleep -Seconds 1
   $Job = [powershell]::Create().AddScript($ScriptBlock).AddArgument($_)
   $Job.RunspacePool = $RunspacePool
   $Jobs += New-Object PSObject -Property @{
      Server = $_
      Pipe = $Job
      Result = $Job.BeginInvoke()
   }
}
 

 #循环输出等待的信息.... 直到所有的job都完成 
 
Write-Host "Waiting.." -NoNewline
Do {
   Write-Host "." -NoNewline
   Start-Sleep -Seconds 1
} While ( $Jobs.Result.IsCompleted -contains $false)
Write-Host "All jobs completed!"


#输出结果 
$Results = @()
ForEach ($Job in $Jobs)
{   $Results += $Job.Pipe.EndInvoke($Job.Result)
}
 
$Results

大概5秒之后 结果就出来了。 如果有兴趣的话可以使用measure-command命令来测试不同线程数的效果，根据我的测试，30个进程同时执行只需4秒出结果，而2个同时执行大概需要9秒才能出结果。

知道原理之后就可以进一步优化和抽象化脚本。这一点已经有人做好了。https://github.com/RamblingCookieMonster/Invoke-Parallel/blob/master/Invoke-Parallel/Invoke-Parallel.ps1

下载，Unlock和dot source之后就能直接调用了。这里提供了一些例子作为参考https://github.com/RamblingCookieMonster/Invoke-Parallel

依葫芦画瓢，我想通过他来调用test-connection也是成功的

get-adcomputer -Filter {operatingsystem -like "*2012*"} | select -ExpandProperty name | Invoke-Parallel -ScriptBlock {Test-Connection -computername $_ -count 1}

再比如我ping 一个IP范围的计算机

1..254| Invoke-Parallel -ScriptBlock {Test-Connection -ComputerName "10.2.100.$_" -Count 1 -ErrorAction SilentlyContinue -ErrorVariable err | select Ipv4address, @{n='DNS';e={[System.Net.Dns]::gethostentry($_.ipv4address).hostname}}} -Throttle 20

最后，网上也有现成的脚本用来并发的测试ping，原理也是调用上面的invoke-parallel函数，不过他还增加了其他的函数用来测试rdp，winrm，rpc等远程访问的端口是否打开，进一步扩充了功能。可以直接在这里下载

http://ramblingcookiemonster.github.io/Invoke-Ping/

invoke-ping -ComputerName (Get-ADComputer -Filter {operatingsystem -like "*2012*"}).name -Detail RDP,rpc | ft -Wrap

参考资料：

1. http://learn-powershell.net/2012/05/13/using-background-runspaces-instead-of-psjobs-for-better-performance/

2. https://github.com/RamblingCookieMonster/Invoke-Parallel

3. http://thesurlyadmin.com/2013/02/11/multithreading-powershell-scripts/

4. http://ramblingcookiemonster.github.io/Invoke-Ping/

5. http://learn-powershell.net/2012/05/10/speedy-network-information-query-using-powershell/