PowerShell 对象的序列化和反序列化

PowerShell / 运维 PowerShell 对象的序列化和反序列化

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作者：李俊才 （jcLee95）：https://blog.csdn.net/qq_28550263
邮箱 ：291148484@163.com
本文地址：https://blog.csdn.net/qq_28550263/article/details/132871258

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1. 概述

在 PowerShell 中，对象的 序列化 和 反序列化 是将 对象 转换为 字符串格式以便存储或传输，然后从字符串还原为对象的过程。这在许多应用中都非常有用，特别是当你需要将对象保存到文件、传递给远程服务器或存储在数据库中时。

本文接下来将分别介绍如何在 PowerShell 中执行对象的 序列化 和 反序列化 操作。

2. 序列化：将对象转化为字符串

要将对象序列化为字符串，你可以使用 PowerShell 中的 ConvertTo-Json cmdlet。以下是一个示例，演示如何将对象序列化为 JSON 字符串：

# 创建一个示例对象

$person = @{
    FirstName = "Jack"
    LastName = "Lee"
    Age = 29
}

# 将对象序列化为 JSON 字符串

$jsonString = $person | ConvertTo-Json
# 打印 JSON 字符串
Write-Host "JSON 字符串："
Write-Host $jsonString
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运行输出的结果为：

JSON 字符串：
{
    "Age":  29,
    "FirstName":  "Jack",
    "LastName":  "Lee"
}
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在上面的示例中，我们首先创建了一个示例对象 $person，然后使用 ConvertTo-Json 将其转换为 JSON 字符串。你可以使用这个字符串将对象保存到文件或传递给其他地方。

3. 反序列化：从字符串还原对象

要从字符串中还原对象，你可以使用 ConvertFrom-Json cmdlet。以下是一个示例，演示如何从 JSON 字符串中还原对象：

# JSON 字符串
$jsonString = '{
    "FirstName": "Jack",
    "LastName": "Lee",
    "Age": 28
}'

# 从 JSON 字符串中还原对象
$person = $jsonString | ConvertFrom-Json

# 打印还原后的对象
Write-Host "还原后的对象："
Write-Host "FirstName: $($person.FirstName)"
Write-Host "LastName: $($person.LastName)"
Write-Host "Age: $($person.Age)"
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运行输出的结果为：

还原后的对象：
FirstName: Jack
LastName: Lee
Age: 28
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在上面的示例中，我们首先有一个 JSON 字符串 $jsonString，然后使用 ConvertFrom-Json 将其还原为对象。还原后的对象可以像普通对象一样访问其属性。

注意：对象的属性和结构必须与原始对象的 JSON 表示一致，否则反序列化可能会失败。

通过序列化和反序列化，可以在 PowerShell 中轻松地将对象保存、传输和恢复，这对于许多应用场景都非常有用。无论是与文件系统、网络通信还是数据库交互，对象的序列化和反序列化都是强大的工具。

附录：命令与选项参数解析

F.1 ConvertTo-Json命令

用于将对象转换为 JSON 格式的字符串。它允许你将 PowerShell 对象序列化为 JSON 格式，以便于存储、传输和与其他系统进行数据交互。该命令的格式为：

ConvertTo-Json [-InputObject]  [-Depth ] [-Compress] [-EscapeHandling ] [-Pretty] []
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其中：
-InputObject: 这是必需的参数，指定要转换为 JSON 的 PowerShell 对象。可以是标量值、数组、哈希表、自定义对象等。

-Depth: 用于指定 JSON 对象的嵌套深度。默认情况下，深度为 2，这意味着最多转换两层嵌套的对象。如果你的对象有更多层嵌套，你可以通过指定更大的深度来处理。但要注意，设置深度太大可能导致生成的 JSON 数据非常复杂。

-Compress: 如果指定了这个选项，生成的 JSON 字符串将不包含额外的空格和缩进，使其更紧凑。这对于减小 JSON 数据的大小非常有用。

-EscapeHandling: 用于指定在生成 JSON 字符串时如何处理转义字符。可选的值包括：

• Default：使用默认的转义处理方式。
• EscapeHtml：转义 HTML 字符。
• EscapeNonAscii：转义非 ASCII 字符。

# 定义一个复杂的 PowerShell 哈希表对象
$complexObject = @{
    Name = "Jack"
    Info = @{
        Age = 29
        Address = @{
            Street = "Xuefu Road, Nanshan District"
            City = "Shenzhen"
        }
    }
}

# 将对象转换为 JSON 字符串，设置深度为 4
$jsonString = $complexObject | ConvertTo-Json -Depth 4

# 打印 JSON 字符串到控制台
Write-Host "生成的 JSON 字符串内容："
Write-Host $jsonString
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运行结果为：

生成的 JSON 字符串内容：
{
    "Name":  "Jack",
    "Info":  {
                 "Age":  29,
                 "Address":  {
                                 "City":  "Shenzhen",
                                 "Street":  "Xuefu Road, Nanshan District"
                             }
             }
}
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F.2 ConvertFrom-Json命令

参考：https://learn.microsoft.com/en-us/powershell/module/microsoft.powershell.utility/convertfrom-json?view=powershell-7.3

ConvertFrom-Json用于将JSON格式的字符串转换为自定义对象或哈希表。JSON是一种常用于网站的数据交换格式，该命令可以帮助你将这些JSON格式的数据转换成PowerShell中易于操作的对象。

该命令的语法格式为：

ConvertFrom-Json
    [-InputObject] 
    [-AsHashtable]
    [-Depth ]
    [-NoEnumerate]
    []
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其中：

• -InputObject: 指定要转换为JSON对象的JSON字符串。
• -AsHashtable: 将JSON转换为哈希表对象。从PowerShell 7.3开始，这个对象是OrderedHashtable，并保留了JSON中键的顺序。
• -Depth: 设置允许JSON输入的最大深度，默认为1024。
• -NoEnumerate: 指定不要枚举输出，用于确保可以通过ConvertTo-Json进行JSON往返。

ConvertFrom-Json cmdlet将JSON格式的字符串转换为自定义的PSObject或哈希表对象，其中每个字段在JSON字符串中都对应一个属性。JSON常常用于网站上以文本形式表示对象的数据。该cmdlet在处理JSON字符串的每一行时，会将属性添加到新对象中。

JSON标准允许具有重复的键名，但在PSObject和Hashtable类型中是不允许的。例如，如果JSON字符串包含重复的键，该cmdlet只会使用最后一个键。请参见下面的其他示例。

要从任何对象生成JSON字符串，请使用ConvertTo-Json cmdlet。

示例

示例 1：将DateTime对象转换为JSON对象

以下命令使用ConvertTo-Json和ConvertFrom-Json cmdlet将从Get-Date cmdlet获取的DateTime对象转换为JSON对象，然后再转换为PSCustomObject。

Get-Date | Select-Object -Property * | ConvertTo-Json | ConvertFrom-Json
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这个示例使用Select-Object cmdlet获取DateTime对象的所有属性。它使用ConvertTo-Json cmdlet将DateTime对象转换为JSON格式的字符串，然后使用ConvertFrom-Json cmdlet将JSON格式的字符串转换为PSCustomObject对象。

示例 2：从Web服务获取JSON字符串并转换为PowerShell对象

以下命令使用Invoke-WebRequest cmdlet从Web服务获取JSON字符串，然后使用ConvertFrom-Json cmdlet将JSON内容转换为可以在PowerShell中管理的对象。

# 确保Invoke-WebRequest使用TLS 1.2
[Net.ServicePointManager]::SecurityProtocol = [Net.SecurityProtocolType]::Tls12
$j = Invoke-WebRequest 'https://api.github.com/repos/PowerShell/PowerShell/issues' | ConvertFrom-Json
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你也可以使用Invoke-RestMethod cmdlet，它会自动将JSON内容转换为对象。

示例 3：将JSON字符串转换为自定义对象

这个示例展示了如何使用ConvertFrom-Json cmdlet将JSON文件转换为PowerShell自定义对象。

Get-Content -Raw JsonFile.JSON | ConvertFrom-Json
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这个命令使用Get-Content cmdlet获取JSON文件中的字符串。使用-Raw参数返回整个文件作为单个JSON对象，然后使用管道运算符将分隔的字符串发送到ConvertFrom-Json cmdlet，将其转换为自定义对象。

示例 4：将JSON字符串转换为哈希表

这个示例展示了使用-AsHashtable开关来克服ConvertFrom-Json命令的一些限制的示例。

'{ "key":"value1", "Key":"value2" }' | ConvertFrom-Json -AsHashtable
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JSON字符串包含两个键值对，键只有大小写不同。没有开关的话，该命令将会报错。

示例 5：往返一个包含单个元素数组的JSON字符串

这个示例展示了如何使用-NoEnumerate开关来往返一个包含单个元素的JSON数组。

Write-Output "With -NoEnumerate: $('[1]' | ConvertFrom-Json -NoEnumerate | ConvertTo-Json -Compress)"
Write-Output "Without -NoEnumerate: $('[1]' | ConvertFrom-Json | ConvertTo-Json -Compress)"
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JSON字符串包含一个包含单个元素的数组。没有开关，将JSON转换为PSObject，然后再使用ConvertTo-Json命令转换回来会得到一个单个整数。

参数

• -AsHashtable: 将JSON转换为哈希表对象。
• -Depth: 允许JSON输入的最大深度。
• -InputObject: 要转换为JSON对象的JSON字符串。
• -NoEnumerate: 指定输出不要枚举。

输入和输出

• 输入：JSON字符串。
• 输出：PSCustomObject（自定义对象）或OrderedHashtable（有序哈希表）。

注意

• 该cmdlet使用Newtonsoft Json.NET实现。
• 从PowerShell 6开始，ConvertTo-Json会尝试将格式为时间戳的字符串转换为DateTime值。
• PSObject类型会保持属性的顺序与JSON字符串中的顺序相同。从PowerShell 7.3开始，AsHashtable参数会创建一个OrderedHashtable，键值对按JSON字符串中的顺序添加，有序哈希表会保持这个顺序。