PowerShellで外部ファイルを非同期実行する

背景

既存のexeファイルをマルチプロセスで実行したいと思い、PowerShellで実装できたので備忘のために記載します。
PowerShell 7 Preview.3というバージョンなら、ForEach-Objectの新機能である「ForEach-Object -Parallel」を使えるのですが、会社PCのPowerShellバージョンが5.1だったので、泣く泣く断念しました。

ForEach-Object -Parallelの詳細については以下サイトがとても参考になります。
[PowerShell] ForEach-Objectの新機能、ForEach-Object -Parallel について

実装

サンプルとして、指定した時間待機をした後に、メッセージダイアログを表示するexeファイルを用意しました。

batファイル

@echo off
setlocal enabledelayexpansion

powershell -ExecutionPolicy Bypass -command MultiProcess.ps1

endlocal
pause

ps1ファイル

# 非同期処理の関数
function ParallelForEach-Object
{
  [CmdletBinding()]
  param(
    [Parameter(Mandatory=$true, Position=1)][int]$para_num,         # 同時実行数
    [Parameter(Mandatory=$true, Position=2)][string]$process_name,  # プロセス名
    [Parameter(Mandatory=$true, Position=3)][scriptblock]$process,  # プロセススクリプトブロック
    [scriptblock]$begin={}, # ループの一番最初に実施したい処理のスクリプトブロック（今回は未指定です）
    [scriptblock]$end={},   # ループの一番最後に実施したい処理のスクリプトブロック（今回は未指定です）
    [Parameter(ValueFromPipeline=$true)][psobject]$inputObject  # パイプライン処理用のオブジェクト
  )
  begin
  {
    &$begin
    $jobs=@()
  }

  process
  {
    $jobs | Receive-Job

    while(@(Get-Process | ?{$_.ProcessName -eq $process_name})).Length -ge $para_num)
    {
      $jobs | Receive-Job
      start-sleep -Milliseconds 100
    }

    $jobs += Start-Job $process -argumentList $inputObject
    start-sleep -Milliseconds 2000
  }
  end
  {
    while(@(Get-Process | ?{$_.ProcessName -eq $process_name})).Length -ge 0)
    {
      $jobs | Receive-Job
      start-sleep -Milliseconds 100
    }
    $jobs | Receive-Job
    $jobs | remove-Job
    &$end
  }
}

$exePath = "c:\ConsoleApp3.exe"
$processName = [System.IO.Path]::GetFileNameWithoutExtension($exePath)

$objList = @()

# 実行するexeのパスや引数を指定する
# exeの引数として"人名"と"待機時間"を指定しています。
$list = @("Aさん","Bさん","Cさん","Dさん")
$cnt = 40
foreach($name in $list)
{
  $cnt -= 5;
  $objList += [PSCustomObject] @{
    exe = $exePath;
    args = "$name $cnt";
  }
}

# 同時実行数4でexeを起動する
$objList | ParallelForEach-Object 4 $processName {
  Start-Process -FilePath $args[0].exe -ArgumentList $args[0].args
}

実行結果⓵

開始時間:2022/06/09 23:14:38
35秒待機しました。ようこそAさん
終了時間:2022/06/09 23:15:13

実行結果⓶

開始時間:2022/06/09 23:14:40
30秒待機しました。ようこそBさん
終了時間:2022/06/09 23:15:10

実行結果③

開始時間:2022/06/09 23:14:43
25秒待機しました。ようこそCさん
終了時間:2022/06/09 23:15:08

実行結果④

開始時間:2022/06/09 23:14:45
20秒待機しました。ようこそDさん
終了時間:2022/06/09 23:15:05

説明

AさんからDさんの名前を表示するexeを同時実行で呼び出しています。
「Get-Process」メソッドで実行中のプロセス一覧から実行中のexeのプロセス名を確認しており、
そのプロセス名の数が「$para_num」変数で指定した数よりも少なければexeを実行するという仕組みで
同時実行数を制御しています。