PowerShell 多線程的使用

今天一個朋友問我在Powershell里面如何能夠并發的ping上萬臺機器？默認的test-connection 盡管有-computer這個參數，他的方式是按順序的挨個ping，全部跑下來可能有好幾個小時。

比如我需要花18秒的時間才能ping完40臺服務器，如果成千上萬的話就很費時間了。

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

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

}

這之前，豆子對多線程的使用僅僅限于了解invoke-command可以同時對30個對象操作，經過一番學習，終于發現還有其他 的高級方式。

PowerShell里面，對于多線程的使用大概是兩大方式。

第一個是創建多個后臺的job。這種方式通過start-job或者 -asjob創建后臺job，然后通過get-job獲取當前的任務，通過receive-job來獲取完成任務的結果，最后還得remove-job來釋放內存。缺點是性能不高，尤其在創建job和退出job的過程中會消耗大量時間和資源。

第二個方式是創建多個runspace，這個工作原理和invoke-command一樣，每一個遠程的session綁定一個runspace。我們可以創建一個runspace pool，指定在這個資源池里面最多可以同時執行多少個runspace。

比起第一種方式，runspace的性能強悍了太多。下面有人做的對比實驗，可以看見幾乎是幾十倍的性能差距。

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

現在看看怎么來實現。豆子主要參考了這篇博客的方法和原理，寫了一個簡單的腳本來。 

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

思路很簡單，創建runspace pool，指定runspace的數量，然后對要測試的對象集合，對每一個對象都創建一個后臺的runspace job，綁定要執行的腳本，傳入參數，把結果保存在ps對象或者hash表中，最后等待所有job結束，輸出結果。

$Throttle = 20 #threads

#腳本塊，對指定的計算機發送一個ICMP包測試，結果保存在一個對象里面
 
$ScriptBlock = {
   Param (
      [string]$Computer
   )
   $a=test-connection -ComputerName $Computer -Count 1 
   
   $RunResult = New-Object PSObject -Property @{
      IPv4Adress=$a.ipv4address.IPAddressToString
      ComputerName=$Computer
      
   }
   Return $RunResult
}


#創建一個資源池，指定多少個runspace可以同時執行

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

#獲取Windows 2012服務器的信息，對每一個服務器單獨創建一個job，該job執行ICMP的測試，并把結果保存在一個PS對象中
 
(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()
   }
}
 

 #循環輸出等待的信息.... 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!"


#輸出結果 
$Results = @()
ForEach ($Job in $Jobs)
{   $Results += $Job.Pipe.EndInvoke($Job.Result)
}
 
$Results

大概5秒之后 結果就出來了。 如果有興趣的話可以使用measure-command命令來測試不同線程數的效果，根據我的測試，30個進程同時執行只需4秒出結果，而2個同時執行大概需要9秒才能出結果。

知道原理之后就可以進一步優化和抽象化腳本。這一點已經有人做好了。https://github.com/RamblingCookieMonster/Invoke-Parallel/blob/master/Invoke-Parallel/Invoke-Parallel.ps1

下載，Unlock和dot source之后就能直接調用了。這里提供了一些例子作為參考https://github.com/RamblingCookieMonster/Invoke-Parallel

依葫蘆畫瓢，我想通過他來調用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 一個IP范圍的計算機

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，網上也有現成的腳本用來并發的測試ping，原理也是調用上面的invoke-parallel函數，不過他還增加了其他的函數用來測試rdp，winrm，rpc等遠程訪問的端口是否打開，進一步擴充了功能。可以直接在這里下載

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

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

參考資料：

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/