PowerShell 异常处理

Posted 2020-10-22 sparkdev

在使用 PowerShell 的过程中，发现它的异常处理并不像想象中的那么直观，所以在这里总结一下。

Terminating Errors

通过 ThrowTerminatingError 触发的错误称为 Terminating Errors。本质上它是创建了一个异常，所以我们可以使用 catch 语句来捕获 Terminating Errors。因此 Terminating Errors 的另外一个名字叫 Exceptions。默认情况下，Terminating Errors 不影响后面命令的执行！

把下面的代码保存到文件 exception.ps1 中：

# 下面的命令不存在
Get-TerminatingError

Write-Host \'hello world\'

然后执行脚本 exception.ps1：

注意最后输出的 "hello world"，虽然执行过程中出现了错误，但是错误后面的代码依然被执行了。
Terminating Errors 的特点是默认情况下你可以通过 catch 语句捕获它，从而控制代码的执行流。
把下面的代码保存到文件 exception.ps1 中：

Try{
    # 下面的命令不存在
    Get-TerminatingError
}
Catch{
    Write-Host \'got you\'
    exit 1
}
Write-Host \'hello world\'

然后执行脚本 exception.ps1：

这样就好多了，我们预测了代码中可能产生的问题，并且在发生了错误的情况下果断的结束了脚本的执行。

虽然 Terminating Errors 不能中断脚本的执行，但是却可以中断 pipeline 的执行。从 Terminating Errors 的文档中我们可以看到，其内部抛出了 PipelineStoppedException 异常，并且 PowerShell 内部处理了这个异常。所以正在执行的 pipeline 会被中断掉，然后继续执行后面的其它代码。

Non-Terminating Errors

通过 Write-Error 触发的错误称为 Non-Terminating Errors。本质上它只是把错误信息写入了输出流中而没有产生异常，所以默认情况下 catch 语句无法捕获 Non-Terminating Errors。默认情况下，Non-Terminating Errors 不影响后面命令的执行！

把下面的代码保存到文件 exception.ps1 中：

# C:\\xxx 不存在
Copy-Item C:\\xxx
Write-Host \'hello world\'

然后执行脚本 exception.ps1：

注意最后输出的 "hello world"，虽然执行过程中出现了错误，但是错误后面的代码依然被执行了。

Non-Terminating Errors 的特点是默认情况下 catch 语句无法捕获它！
把下面的代码保存到文件 exception.ps1 中：

Try{
    # C:\\xxx 不存在
    Copy-Item C:\\xxx
}
Catch{
    Write-Host \'got you\'
    exit 1
}
Write-Host \'hello world\'

然后执行脚本 exception.ps1，结果和上面是一样的，错误后面的代码依然会被执行。

ErrorAction 选项的秘密

Non-Terminating Errors 默认只是通过 Write-Error 把错误信息写入了输出流中而没有产生异常，所以 catch 语句无法捕获 Non-Terminating Errors。但是我们却可以通过 -ErrorAction 选项改变 WriteError 的默认行为。
ErrorAction 选项主要用来改变命令的 non-terminating errors 的行为(它不会对 Terminating Errors 产生影响)！
ErrorAction 选项的工作原理为：用指定的参数覆盖当前命令的 $ErrorActionPreference 变量。默认情况下  $ErrorActionPreference 变量的值为 Continue。

可以为 -ErrorAction 选项指定下面的参数：

-ErrorAction[:{Continue | Ignore | Inquire | SilentlyContinue | Stop | Suspend }]

它们表示的含义如下：
Continue   显示错误信息并继续执行后面的命令，这是默认值。
Ignore       这个值是在 PowerShell 3.0 引入的。它不显示错误信息并继续执行后面的命令。与 SilentlyContinue 不同的是，它也不会把错误信息添加到 $Error 变量中。
Inquire      显示错误信息并弹框与用户交互。
SilentlyContinue   不显示错误信息并继续执行后面的命令。
Stop          显示错误信息并且退出脚本的执行。
Suspend    这个值只适用于 workflow。当 terminating error 发生时执行会暂停下来，然后决定是否恢复执行。

这里我们重点关注使用比较多的 stop， 它会让 Write-Error 等原本产生 non-terminating error 的命令产生 terminating error！所以我们就可以用 catch 语句来捕获异常了。把下面的代码保存到文件 exception.ps1 中：

Try{
    # C:\\xxx 不存在
    Copy-Item C:\\xxx -ErrorAction Stop
}
Catch{
    Write-Host \'got you\'
    exit 1
}
Write-Host \'hello world\'

注意我们为 Copy-Item 命令添加了 -ErrorAction Stop 选项，然后执行脚本 exception.ps1：

哈哈，这次捕获到异常了，并且最后也没有输出 "hello world"。

如果需要给每个命令都添加 -ErrorAction 选项可不是什么好玩的事情，好在我们可以在脚本中设置 $ErrorActionPreference 变量来完成同样的功能：

$ErrorActionPreference = \'Stop\'

这样在当前的脚本中，所有原本的 non-terminating error 都会变成 terminating error。

Try/Catch/Finally

在异常处理中不介绍 Try/Catch/Finally 语句是不完整的。Catch 语句用来捕获 Try 块中产生的异常，当然我们可以指定只捕获那些我们感兴趣的异常。
Finally 块也是非常重要的，它能保证一些必要的逻辑被执行，比如释放数据库连接。下面的 demo 演示了如何在脚本中设置 $ErrorActionPreference 变量：

$eap = $ErrorActionPreference
Try{
    $ErrorActionPreference = \'Stop\'
    # do something
}
Catch{
    Write-Host "error !"
    Exit 1
}
Finally{
    $ErrorActionPreference = $eap
}

在 Finally 块中把 $ErrorActionPreference 变量还原，保证我们自己设置的 $ErrorActionPreference 变量只影响 Try/Catch 块中的语句。

$PSItem 变量

$PSItem 是一个 ErrorRecord 类型的变量，它会保存异常的详细信息。在捕获到异常时，我们可以把异常相关的信息输出或保存到日志中：

$eap = $ErrorActionPreference
Try{
    $ErrorActionPreference = \'Stop\'
    # 下面的命令不存在
    Get-TerminatingError
}
Catch{
    # 比较简洁的信息
    Write-Output $PSItem.ToString()    
}
Finally{
    $ErrorActionPreference = $eap
}

$PSItem.ToString() 中只有错误的描述，看起来会比较简洁。执行上面的脚本：

红框中的信息就是 $PSItem.ToString() 提供的。
仅有错误信息并不总是能够很好的帮助调查问题的根源，如果有出错的行号和异常堆栈会好很多：

$eap = $ErrorActionPreference
Try{
    $ErrorActionPreference = \'Stop\'
    # 下面的命令不存在
    Get-TerminatingError
}
Catch{    
    # 包含堆栈的信息
    Write-Output $PSItem
}
Finally{
    $ErrorActionPreference = $eap
}

这次我们直接输出了 $PSItem，执行上面的代码会得到下面的输出：

这下好多了，有了出错的行号和调用堆栈就可以很容易的看到出错的原因。

结论

作为一门脚本语言，PowerShell 对异常的支持还是非常强大的。不过像 Terminating Errors 和 Non-Terminating Errors 这样的特性也会给我们带来不少的困扰。希望本文介绍的内容可以帮助大家更好的理解 PowerShell 中异常相关的概念。