PowerShellでのエラー／例外処理について

TL;DR

PowerShellのエラーハンドリングには、Terminating ErrorとNon-Terminating Errorとに対するものがある。
try-catchによる処理の仕方や、Non-Terminating Errorの起こし方、これの捕まえ方などのサンプルコードをメモっておく。

はじめに

以前の投稿（PowerShellで例外を捕まえられない）で、PowerShellを実行したときに出る例外（正確には「例外っぽいエラー出力」）を捕まえるにはErrorActionパラーメタを渡すか$ErrorActionPreference変数で制御するかすればよい的なことを書いたけど、今回はもう少し丁寧にどういうことなのか調べてみた。

エラーの種類

Terminating ErrorとNon-Terminating Errorがある。カンタンにいうと、
Terminating Errorは「発生すると処理がそこで中断する」エラーで、catchできる。
Non-Terminating Errorは「発生しても処理は継続し、エラー自体は出力される」エラーで、catchできない。

この詳細は、"Hey, Scripting Guy! Blog"のUnderstanding Non-Terminating Errors in PowerShellという記事に乗ってるので、「もっと」という方はそちらを参照されたし。
また、PowerShell Documentationのabout_try_catch_finallyにも説明があるので、スペック至上主義のかたはそちらを（Get-Help about_try_catch_finallyでも読めるかも）。

サンプルコードとともに

エラーを起こす関数を有するterminate_or_not.ps1と、これをテスト実行するterminate_or_not.Tests.ps1を作成し挙動を確認する。

terminate_or_not.ps1のInvoke-TerminatingErrorは、Terminating Errorを起こす(いきなりthrowしている)。また、Invoke-NonTerminatingErrorは、Non-Terminating Errorを起こす(いきなりWrite-Errorしている)。さらに、Invoke-NonTerminatingErrorExはInvoke-NonTerminatingErrorと同じだけど、いわゆる「高度な関数」としているのでこれらは違った扱いをすることができる。具体的にはErrorActionパラメータによる制御を受け付ける。
これらの関数を実行するテストコードterminate_or_not.Tests.ps1にて、例外ハンドリングを試みるItを実行してみる。

まずは、terminate_or_not.ps1を以下に示す。

terminate_or_not.ps1

function Invoke-TerminatingError {
    <#
    .SYNOPSIS
    TerminatingなErrorを起こします
    #>
    Write-Debug "throwはterminating errorなので、キャッチできる"
    throw "だめぽ（throw）"
}

function Invoke-NonTerminatingError {
    <#
    .SYNOPSIS
    Non-TerminatingなErrorを起こします
    #>
    Write-Debug "Write-ErrorはNon-Terminating Errorなのでキャッチできない"
    Write-Error "だめぽ（Write-Error）"
}

function Invoke-NonTerminatingErrorEx {
    <#
    .SYNOPSIS
    Non-TerminatingなErrorを起こします
    但し、Functions AdvancedなのでErrorActionで制御可能
    #>
    [CmdletBinding()]
    Param(
    )
    Write-Debug "Write-ErrorはNon-Terminating Errorなのでキャッチできない(Function Advanced)"
    Write-Error "だめぽ（Write-Error）"
}

続いて、テストコードであるterminate_or_not.Tests.ps1を示す。テストはPesterを使用。

terminate_or_not.Tests.ps1

$here = Split-Path -Parent $MyInvocation.MyCommand.Path
$sut = (Split-Path -Leaf $MyInvocation.MyCommand) -replace "\.Tests\.", "."
. (Join-Path $here $sut)

Describe "Terminating Errorと Non-Terminating Errorの比較" {

    It "Terminating Errorを吐く関数を実行するとtry-catchで捕まえられるテスト" {
        $reached = $false
        $caught = $false
        try {
            Write-Verbose "エラーによりcatchに遷移するはず"
            Invoke-TerminatingError
            $reached = $true
        }
        catch {
            $caught = $true
        }
        $reached | Should Be $false
        $caught | Should Be $true
    }

    It "Non-Terminating Errorを吐く関数を実行するとtry-catchで捕まえられないテスト" {
        $reached = $false
        $caught = $false
        try {
            Write-Verbose "エラー出力は表示されるがcatchに遷移しないはず"
            Invoke-NonTerminatingError
            $reached = $true
        }
        catch {
            $caught = $true
        }
        $reached | Should Be $true
        $caught | Should Be $false
    }

    BeforeEach {
        $VerbosePreference = "Continue"
        $DebugPreference = "Continue"
    }
}

Describe "Non-Terminating Errorを吐く普通の関数と高度な関数でErrorAction設定時の比較" {

    It "普通の関数にErrorActionを指定できないテスト" {
        $reached = $false
        $caught = $false

        try {
            Write-Verbose "ErrorActionは引数として受取不可だが、Non-Terminating Errorのためcatchできない。"
            Write-Verbose "また、テスト対象自体もNon-Terminating Errorなのでcatchできず、エラー表示される。"
            Invoke-NonTerminatingError -ErrorAction "Stop"
            $reached = $true
        }
        catch {
            $caught = $true
        }
        $reached | Should Be $true
        $caught | Should Be $false
    }

    It "高度な関数にErrorActionを指定してcatchに遷移するテスト" {
        $reached = $false
        $caught = $false

        try {
            Write-Verbose "ErrorActionでNon-Terminating Errorを停止し、catchに遷移する。"
            Invoke-NonTerminatingErrorEx -ErrorAction "Stop"
            $reached = $true
        }
        catch {
            $caught = $true
        }
        $reached | Should Be $false
        $caught | Should Be $true
    }

    BeforeEach {
        $VerbosePreference = "Continue"
        $DebugPreference = "Continue"
    }
}

実行結果はこんなかんじ。

console

PS D:\tmp> Invoke-Pester
Executing all tests in '.'

Executing script D:\tmp\terminate_or_not.Tests.ps1

  Describing Terminating Errorと Non-Terminating Errorの比較
VERBOSE: エラーによりcatchに遷移するはず
DEBUG: throwはterminating errorなので、キャッチできる
    [+] Terminating Errorを吐く関数を実行するとtry-catchで捕まえられるテスト 63ms
VERBOSE: エラー出力は表示されるがcatchに遷移しないはず
DEBUG: Write-ErrorはNon-Terminating Errorなのでキャッチできない
Invoke-NonTerminatingError : だめぽ（Write-Error）
At D:\tmp\terminate_or_not.Tests.ps1:28 char:13
+             Invoke-NonTerminatingError
+             ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
    + CategoryInfo          : NotSpecified: (:) [Write-Error], WriteErrorException
    + FullyQualifiedErrorId : Microsoft.PowerShell.Commands.WriteErrorException,Invoke-NonTerminatingError

    [+] Non-Terminating Errorを吐く関数を実行するとtry-catchで捕まえられないテスト 22ms

  Describing Non-Terminating Errorを吐く普通の関数と高度な関数でErrorAction設定時の比較
VERBOSE: ErrorActionは引数として受取不可だが、Non-Terminating Errorのためcatchできない。
VERBOSE: また、テスト対象自体もNon-Terminating Errorなのでcatchできず、エラー表示される。
DEBUG: Write-ErrorはNon-Terminating Errorなのでキャッチできない
Invoke-NonTerminatingError : だめぽ（Write-Error）
At D:\tmp\terminate_or_not.Tests.ps1:53 char:13
+             Invoke-NonTerminatingError -ErrorAction "Stop"
+             ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
    + CategoryInfo          : NotSpecified: (:) [Write-Error], WriteErrorException
    + FullyQualifiedErrorId : Microsoft.PowerShell.Commands.WriteErrorException,Invoke-NonTerminatingError
    [+] 普通の関数にErrorActionを指定できないテスト 35ms
VERBOSE: ErrorActionでNon-Terminating Errorを停止し、catchに遷移する。
DEBUG: Write-ErrorはNon-Terminating Errorなのでキャッチできない(Function Advanced)
    [+] 高度な関数にErrorActionを指定してcatchに遷移するテスト 10ms
Tests completed in 131ms
Tests Passed: 4, Failed: 0, Skipped: 0, Pending: 0, Inconclusive: 0

全部成功した。

説明を、と思ったけど、It文見てもらったほうが早い気がするので割愛。