توسط ماژول‌ها میتوانیم یک مجموعه از دستورات را گروه‌بندی کنیم و تحت عنوان یک پکیج ارائه دهیم که برای دیگران نیز قابل استفاده باشند. برای ایجاد یک ماژول کافی است اسکریپت‌های خود را درون یک فایل با پسوند psm1 قرار دهیم؛ به این فایل اصطلاحاً root module گفته میشود. در واقع میتوان گفت ماژول‌ها یک روش مناسب برای به اشتراک‌گذاری اسکریپت‌ها میباشند. تا اینجا با کمک پروفایل‌ها توانستیم امکان استفاده مجدد از توابع و اسکریپت‌ها را داشته باشیم؛ ماژول‌ها نیز یک روش دیگر برای بارگذاری اسکریپت‌ها درون شل هستند. زمانیکه شل را باز میکنیم PowerShell به صورت خودکار یکسری مسیر را برای بارگذاری ماژول‌ها اسکن میکند. توسط متغیر env:PSModulePath$ میتوانیم لیست این مسیرها را ببینیم:

PS /> $env:PSModulePath -Split ":"

/Users/sirwanafifi/.local/share/powershell/Modules
/usr/local/share/powershell/Modules
/usr/local/microsoft/powershell/7/Modules

همانطور که عنوان شد برای ایجاد یک ماژول کافی است اسکریپت‌های خود را داخل یک فایل با پسوند psm1 ذخیره کنیم. به عنوان مثال میتوانیم تابع Get-PingReply را درون یک فایل با نام PingModule.psm1 ذخیره و سپس توسط دستور Import-Module ماژول را ایمپورت کنیم:

PS /> Import-Module ./PingModule.psm1

سپس توسط دستور Get-Module PingModule میتوانیم جزئیات ماژول ایمپورت شده را مشاهده نمائیم:

PS /> Get-Module PingModule

ModuleType Version    PreRelease Name                                ExportedCommands
---------- -------    ---------- ----                                ----------------
Script     0.0                   PingModule                          Get-PingReply

به صورت پیش‌فرض تمام توابع درون اسکریپت export خواهند شد. اگر ExportedCommands خالی باشد به این معنا است که ماژول به درستی ایمپورت نشده‌است. به عنوان مثال اگر سعی کنید فایل قبل را با پسوند ps1 به عنوان ماژول ایمپورت کنید. خطایی هنگام ایمپورت کردن مشاهده نخواهید کرد و قسمت ExportedCommands خالی خواهد بود. در این‌حالت نیز امکان استفاده از تابع درون اسکریپت را خواهیم داشت؛ اما هیچ تضمینی نیست که به صورت یک ماژول به درستی عمل کند. بنابراین بهتر است ماژول‌هایی که ایجاد میکنیم حتماً پسوند psm1 داشته باشند.

PS /> Import-Module ./PingModule.ps1
PS /> Get-Module PingModule

ModuleType Version    PreRelease Name                                ExportedCommands
---------- -------    ---------- ----                                ----------------
Script     0.0                   PingModule

ممکن است بخواهیم یکسری توابع را به صورت private تعریف کنیم و فقط تعداد محدودی از توابع به صورت public باشند. در این حالت میتوانیم درون فایل psm1 با کمک دستور Export-ModuleMember اینکار را انجام دهیم:

Function Get-PingReply {
    // as before
}

Function Get-PrivateFunction {
    Write-Debug 'This is a private function'
}

Export-ModuleMember -Function @(
    'Get-PingReply'
)

اضافه کردن متادیتا به ماژول‌ها

برای هر ماژول میتوانیم با کمک module manifest یکسری متادیتا به ماژول اضافه کنیم. این متادیتا درون یک فایل با پسوند psd1 که محتویات آن در واقع یک Hashtable است ذخیره میشود. برای ایجاد فایل manifest میتوانیم از دستور New-ModuleManifest استفاده کنیم. به عنوان مثال برای ایجاد فایل manifest برای ماژول PingModule.psm1 اینگونه عمل خواهیم کرد:

$moduleSettings = @{
    Path                 = './PingModule.psd1'
    Description          = 'A module to ping a remote system'
    RootModule           = 'PingModule.psm1'
    ModuleVersion        = '1.0.0'
    FunctionsToExport    = @(
        'Get-PingReply'
    )
    PowerShellVersion    = '5.1'
    CompatiblePSEditions = @(
        'Core'
        'Desktop'
    )
}
New-ModuleManifest @moduleSettings

تنها پراپرتی موردنیاز برای ایجاد module manifest پراپرتی Path میباشد. این پراپرتی به فایلی که متادیتا قرار است درون آن ایجاد شود اشاره دارد. همانطور که مشاهده میکنید یکسری پراپرتی دیگر نیز اضافه کرده‌ایم و توسط splatted hash table (با کمک @) به دستور New-ModuleManifest ارسال کرده‌ایم. به این معنا که کلیدها و مقادیر درون hash table به جای اینکه یکجا به عنوان یک آبجکت به دستور موردنظر ارسال شوند، به صورت جدا پاس داده شده‌اند. اما اگر از $ استفاده میکردیم:

$moduleSettings = @{
    Author = 'John Doe'
    Description = 'This is a sample module'
}

New-ModuleManifest $moduleSettings

با خطای زیر مواجه میشدیم:

New-ModuleManifest : A parameter cannot be found that matches parameter name 'Author'.

در نهایت فایل manifest در مسیر تعیین شده ایجاد خواهد شد:

#
# Module manifest for module 'PingModule'
#
# Generated by: sirwanafifi
#
# Generated on: 01/01/2023
#

@{

    # Script module or binary module file associated with this manifest.
    RootModule           = './PingModule.psm1'

    # Version number of this module.
    ModuleVersion        = '1.0.0'

    # Supported PSEditions
    CompatiblePSEditions = 'Core', 'Desktop'

    # ID used to uniquely identify this module
    GUID                 = '3f8561fc-c004-4c8e-b2fc-4a4191504131'

    # Author of this module
    Author               = 'sirwanafifi'

    # Company or vendor of this module
    CompanyName          = 'Unknown'

    # Copyright statement for this module
    Copyright            = '(c) sirwanafifi. All rights reserved.'

    # Description of the functionality provided by this module
    Description          = 'A module to ping a remote system'

    # Minimum version of the PowerShell engine required by this module
    PowerShellVersion    = '5.1'

    # Name of the PowerShell host required by this module
    # PowerShellHostName = ''

    # Minimum version of the PowerShell host required by this module
    # PowerShellHostVersion = ''

    # Minimum version of Microsoft .NET Framework required by this module. This prerequisite is valid for the PowerShell Desktop edition only.
    # DotNetFrameworkVersion = ''

    # Minimum version of the common language runtime (CLR) required by this module. This prerequisite is valid for the PowerShell Desktop edition only.
    # ClrVersion = ''

    # Processor architecture (None, X86, Amd64) required by this module
    # ProcessorArchitecture = ''

    # Modules that must be imported into the global environment prior to importing this module
    # RequiredModules = @()

    # Assemblies that must be loaded prior to importing this module
    # RequiredAssemblies = @()

    # Script files (.ps1) that are run in the caller's environment prior to importing this module.
    # ScriptsToProcess = @()

    # Type files (.ps1xml) to be loaded when importing this module
    # TypesToProcess = @()

    # Format files (.ps1xml) to be loaded when importing this module
    # FormatsToProcess = @()

    # Modules to import as nested modules of the module specified in RootModule/ModuleToProcess
    # NestedModules = @()

    # Functions to export from this module, for best performance, do not use wildcards and do not delete the entry, use an empty array if there are no functions to export.
    FunctionsToExport    = 'Get-PingReply'

    # Cmdlets to export from this module, for best performance, do not use wildcards and do not delete the entry, use an empty array if there are no cmdlets to export.
    CmdletsToExport      = '*'

    # Variables to export from this module
    VariablesToExport    = '*'

    # Aliases to export from this module, for best performance, do not use wildcards and do not delete the entry, use an empty array if there are no aliases to export.
    AliasesToExport      = '*'

    # DSC resources to export from this module
    # DscResourcesToExport = @()

    # List of all modules packaged with this module
    # ModuleList = @()

    # List of all files packaged with this module
    # FileList = @()

    # Private data to pass to the module specified in RootModule/ModuleToProcess. This may also contain a PSData hashtable with additional module metadata used by PowerShell.
    PrivateData          = @{

        PSData = @{

            # Tags applied to this module. These help with module discovery in online galleries.
            # Tags = @()

            # A URL to the license for this module.
            # LicenseUri = ''

            # A URL to the main website for this project.
            # ProjectUri = ''

            # A URL to an icon representing this module.
            # IconUri = ''

            # ReleaseNotes of this module
            # ReleaseNotes = ''

            # Prerelease string of this module
            # Prerelease = ''

            # Flag to indicate whether the module requires explicit user acceptance for install/update/save
            # RequireLicenseAcceptance = $false

            # External dependent modules of this module
            # ExternalModuleDependencies = @()

        } # End of PSData hashtable

    } # End of PrivateData hashtable

    # HelpInfo URI of this module
    # HelpInfoURI = ''

    # Default prefix for commands exported from this module. Override the default prefix using Import-Module -Prefix.
    # DefaultCommandPrefix = ''

}

هر ماژول باید یک آی‌دی منحصر به فرد داشته باشد که به صورت Guid توسط یک پراپرتی با همین نام تعیین میشود. برای هر پراپرتی درون این فایل توضیحی به صورت کامنت نوشته شده است؛ اما برای دیدن جزئیات کامل میتوانید به اینجا مراجعه نمائید. در اینجا RootModule به PingModule.psm1 تنظیم شده است. تنظیم این پراپرتی نحوه نمایش module type را در خروجی Get-Module مشخص میکند. این مقدار اگر به فایل ماژول (psm1) اشاره کند، نوع ماژول script در نظر گرفته میشود، اگر به یک DLL اشاره کند به binary و در نهایت اگر به یک فایلی با پسوند دیگری اشاره کند manifest در نظر گرفته میشود. همچنین درون فایل فوق یکسری پراپرتی مانند CmdletsToExport, VariablesToExport, AliasesToExport به صورت خودکار تنظیم شده‌اند. در نهایت برای تست صحت فایل میتوانیم از دستور Test-ModuleManifest استفاده کنیم:

PS /> Test-ModuleManifest ./PingModule.psd1   

ModuleType Version    PreRelease Name                                ExportedCommands
---------- -------    ---------- ----                                ----------------
Script     1.0.0                 PingModule                          Get-PingReply

پابلیش ماژول

در نهایت توسط Publish-Module میتوانیم ماژول موردنظرمان را درون یک مخزن PowerShell پابلیش کنیم. رایج‌ترین مخزن برای انتشار پکیج‌های PowerShell یک فید نیوگت (مانند PowerShell Gallery) است. همچنین میتوانیم یک مخزن لوکال نیز برای پابلیش پکیج‌ها نیز ایجاد کنیم و خروجی نهایی را به صورت یک فایل با پسوند nupkg با دیگران به اشتراک بگذاریم. برای اینکار ابتدا نیاز است یک مخزن لوکال را به PowerShell معرفی کنیم:

PS /> Register-PSRepository -Name 'PSLocal' `                       
>>     -SourceLocation "$(Resolve-Path $RepoPath)" `
>>     -PublishLocation "$(Resolve-Path $RepoPath)" `
>>     -InstallationPolicy 'Trusted'

در کد فوق میتوانید مقدار متغیر RepoPath را به محل مدنظر روی سیستم‌تان تنظیم کنید. ساختار ماژولی که میخواهیم پابلیش کنیم نیز اینچنین خواهد بود:

ProjectRoot 
| -- PingModule
     | -- PingModule.psd1 
     | -- PingModule.psm1

در ادامه برای پابلیش ماژول فوق درون ProjectRoot دستور Publish-Module را اینگونه اجرا خواهیم کرد:

PS /> Publish-Module -Path ./PingModule/ -Repository PSLocal

خروجی دستور فوق یک فایل با پسوند nupkg در مسیر مخزنی است که معرفی کردیم. همچنین با کمک دستور Find-Module میتوانیم ماژول موردنظر را لیست کنیم:

PS /> Find-Module -Name PingModule -Repository PSLocal

Version              Name                                Repository           Description
-------              ----                                ----------           -----------
0.0.1                PingModule                          PSLocal              Get-PingReply is a.

برای نصب ماژول روی یک سیستم دیگر نیز ابتدا باید مطمئن شوید که سیستم مقصد، مخزن لوکال را تعریف کرده باشد و در نهایت توسط دستور Install-Module میتوانیم ماژول موردنظر را نصب کنیم:

PS /> Install-Module -Name PingModule -Repository PSLocal -Scope CurrentUser

همچنین امکان پابلیش کردن ورژن‌های متفاوت را نیز خواهیم داشت:

ProjectRoot 
| -- PingModule
     | -- 1.0.0
          | -- PingModule.psd1 
          | -- PingModule.psm1
     | -- 1.0.1
          | -- PingModule.psd1 
          | -- PingModule.psm1

برای پابلیش کردن هر کدام از ماژول‌های فوق باید به ازای هر کدام یکبار دستور Publish-Module را اجرا کنیم:

PS /> Publish-Module -Path ./PingModule/1.0.0 -Repository PSLocal
PS /> Publish-Module -Path ./PingModule/1.0.1 -Repository PSLocal

اکنون حین نصب ماژول میتوانیم ورژن را نیز تعیین کنیم؛ در غیراینصورت آخرین ورژن یعنی 1.0.1 نصب خواهد شد:

PS /> Install-Module -Name PingModule -Repository PSLocal -Scope CurrentUser
PS /> Get-InstalledModule -Name PingModule                                                                            
Version              Name                                Repository           Description
-------              ----                                ----------           -----------
1.0.1                PingModule                          PSLocal              Get-PingReply is a.

ساختار مناسب برای ایجاد ماژول‌ها

برای توسعه ماژول‌های PowerShell توصیه میشود که از ساختار Multi-file layout استفاده شود به این معنا که بخش‌های مختلف پروژه به قسمت‌های کوچک‌تر و قابل‌نگهداری تقسیم شوند:

ProjectRoot 
| -- PingModule
     | -- 1.0.0
          | -- Public/
          | -- Private/
          | -- PingModule.psd1
          | -- PingModule.psm1

در اینحالت باید اسکریپت‌ها و فایل‌های موردنیاز را توسط dot sourcing درون فایل ماژول بارگذاری کنیم:

$ScriptList = Get-ChildItem -Path $PSScriptRoot/Public/*.ps1 -Filter *.ps1

foreach ($Script in $ScriptList) {
    . $Script.FullName
}

$ScriptList = Get-ChildItem -Path $PSScriptRoot/Private/*.ps1 -Filter *.ps1

foreach ($Script in $ScriptList) {
    . $Script.FullName
}

یک مثال عملی

در ادامه میخواهیم یک ماژول تهیه کنیم که قابلیت امضاء روی PDF را با کمک کتابخانه iTextSharp.LGPLv2.Core انجام دهیم و به شکل زیر برای کاربر قابل استفاده باشد:

PS /> Set-PDFSingature -PdfToSign "./sample_invoice.pdf" -SignatureImage "./sample_signature.jpg"

بنابراین ساختار پروژه را اینگونه ایجاد خواهیم کرد:

ProjectRoot 
| -- SignPdf
     | -- 1.0.0
          | -- Public/
               | -- dependencies/
                    | -- BouncyCastle.Crypto.dll
                    | -- System.Drawing.Common.dll
                    | -- Microsoft.Win32.SystemEvents.dll
                    | -- iTextSharp.LGPLv2.Core.dll
               | -- Set-PDFSingature.ps1
          | -- SignPdf.psd1
          | -- SignPdf.psm1

برای استفاده از پکیج ذکر شده نیاز خواهد بود که Dllهای موردنیاز را نیز به عنوان وابستگی به پروژه اضافه کنیم (محتویات پوشه dependencies) سپس درون فایل ماژول (SignPdf.psm1) همانطور که عنوان شد میبایست اسکریپت‌ها درون پوشه Public را بارگذاری کنیم و همچنین درون تابعی که قرار است Export شود را نیز تعیین کرده‌ایم (Set-PDFSingature)

$ScriptList = Get-ChildItem -Path $PSScriptRoot/Public/*.ps1 -Filter *.ps1

foreach ($Script in $ScriptList) {
    . $Script.FullName
}

Export-ModuleMember -Function Set-PDFSingature

در ادامه درون فایل Set-PDFSignature پیاده‌سازی را انجام خواهیم داد:

using namespace iTextSharp.text
using namespace iTextSharp.text.pdf
using namespace System.IO

Function Set-PDFSingature {
    [CmdletBinding()]
    Param(
        [Parameter(Mandatory = $true, ValueFromPipeline = $true)]
        [ValidateScript({
                if (Test-Path ([Path]::Join($(Get-Location), $_))) {
                    return $true
                }
                else {
                    throw "Signature image not found"
                }
                if ($_.EndsWith('.pdf')) {
                    return $true
                }
                else {
                    throw "File extension must be .pdf"
                }
            })]
        [string]$PdfToSign,
        [Parameter(Mandatory = $true, ValueFromPipeline = $true)]
        [ValidateScript({
                if (Test-Path ([Path]::Join($(Get-Location), $_))) {
                    return $true
                }
                else {
                    throw "Signature image not found"
                }
                if ($_.EndsWith('.png') -or $_.EndsWith('.jpg')) {
                    return $true
                }
                else {
                    throw "File extension must be .png or .jpg"
                }
            })]
        [string]$SignatureImage,
        [Parameter(Mandatory = $false, ValueFromPipeline = $true)]
        [int]$XPos = 130,
        [Parameter(Mandatory = $false, ValueFromPipeline = $true)]
        [int]$YPos = 50
    )
    Try {
        Add-Type -Path "$PSScriptRoot/dependencies/*.dll"
        $pdf = [PdfReader]::new("$(Get-Location)/$PdfToSign")
        $fs = [FileStream]::new("$(Get-Location)/$PdfToSign-signed.pdf", 
            [FileMode]::Create)
        $stamper = [PdfStamper]::new($pdf, $fs)
        $stamper.AcroFields.AddSubstitutionFont([BaseFont]::CreateFont())
        $content = $stamper.GetOverContent(1)
        $width = $pdf.GetPageSize(1).Width
        $image = [Image]::GetInstance("$(Get-Location)/$SignatureImage")
        $image.SetAbsolutePosition($width - $XPos, $YPos)
        $image.ScaleAbsolute(100, 30)
        $content.AddImage($image)
        $stamper.Close()
        $pdf.Close()
        $fs.Dispose()
    }
    Catch {
        Write-Host "Error: $($_.Exception.Message)"
    }
}

روال قرار دادن یک امضاء بر روی یک فایل PDF قبلاً در سایت توضیح داده شده است. کدهای فوق در واقع معادل PowerShell همان کدهای موجود در سایت هستند و نکته خاصی ندارند. در نهایت میتوانیم ماژول تهیه شده را روی مخزن موردنظر پابلیش کنیم:

PS /> Publish-Module -Path ./SignPdf/1.0.0 -Repository PSLocal

برای نصب ماژول میتوانیم از دستور Install-Module استفاده کنیم:

PS /> Install-Module -Name SignPdf -Repository PSLocal -Scope CurrentUser

در نهایت برای استفاده از ماژول ایجاد شده میتوانیم اینگونه عمل کنیم:

PS /> Set-PDFSingature -PdfToSign "./sample_invoice.pdf" -SignatureImage "./sample_signature.jpg"

خروجی نیز فایل امضاء شده خواهد بود:

کدهای ماژول را میتوانید از اینجا دانلود کنید.