如何从PowerShell作业内部修改外部变量实现多作业变量共享

不管是Start-Job（独立子进程作业）还是Start-ThreadJob（独立线程池线程作业），默认都运行在隔离的上下文中，不会自动继承、同步父作用域的变量，作业内部对变量的修改既不会回传到父作用域，也不会在多个作业之间同步。
你给出的示例代码默认运行时根本拿不到预期的2或者3：两个作业脚本块里的$a和外部定义的$a=2分属三个完全独立的作用域，第一个作业里的$a初始值是$null，自增后结果为1；第二个作业里的$a同样是$null，不会读取到外部的初始值，更拿不到第一个作业的修改结果。

根据你用的作业类型和场景，可以选以下三种方案实现变量共享：

1. Start-ThreadJob 专属：同进程线程安全引用共享 #

Start-ThreadJob是同进程内的线程调度，只要把同一个线程安全的引用类型对象传递给所有作业，所有线程操作的都是同一块内存地址的数据，就能实现实时的修改同步，不需要额外中转。
最简便的实现是用PowerShell自带的同步哈希表，它内置线程读写锁，不会出现多线程竞态问题：

# 初始化带同步锁的共享变量容器
$shared = [hashtable]::Synchronized(@{ a = 2 })
Start-ThreadJob -ScriptBlock {
    param($s)
    $s.a = $s.a + 1
} -ArgumentList $shared | Out-Null
Start-ThreadJob -ScriptBlock {
    param($s)
    Start-Sleep -Seconds 1
    Write-Host $s.a
} -ArgumentList $shared | Wait-Job | Receive-Job

运行上述代码会直接输出预期结果3。
如果是数值类的简单操作，也可以用[System.Threading.Interlocked]的原子方法操作装箱的引用值，性能比同步哈希表更高。
注意：该方案仅适用于Start-ThreadJob。Start-Job是跨进程调度，传递对象时会做序列化/反序列化生成独立副本，无法实现内存级共享。

2. 通用方案：持久化介质中转 #

不管是Start-Job还是Start-ThreadJob，都可以通过所有作业都能访问的公共存储介质做值中转，比如临时文件、系统命名管道、本机内存映射文件等，所有作业统一从介质读值、修改后写回介质即可。
以临时文件中转为例：

$tempPath = Join-Path $env:TEMP 'job_shared_val.tmp'
# 写入初始值
Set-Content -Path $tempPath -Value 2
Start-Job -ScriptBlock {
    param($p)
    $current = Get-Content $p -Raw
    [int]$newVal = $current.Trim() + 1
    Set-Content -Path $p -Value $newVal
} -ArgumentList $tempPath | Out-Null
Start-Job -ScriptBlock {
    param($p)
    Start-Sleep -Seconds 1
    Write-Host (Get-Content $p -Raw).Trim()
} -ArgumentList $tempPath | Wait-Job | Receive-Job
# 清理临时文件
Remove-Item $tempPath -Force

该方案需要注意处理高并发下的读写锁问题，避免多个作业同时写文件导致值覆盖。

3. 无实时同步需求：传参+返回值传递 #

如果不需要作业运行过程中实时修改变量，只需要按顺序传值，可以直接通过-ArgumentList给作业传参，用Receive-Job接收作业的返回值更新外部变量，再传给下一个作业，完全没有线程安全问题：

$a = 2
$job1 = Start-ThreadJob -ScriptBlock {
    param($inputVal)
    $inputVal + 1 # 计算结果直接作为作业输出返回
} -ArgumentList $a
# 等待第一个作业执行完成，取返回值更新外部变量
$a = $job1 | Wait-Job | Receive-Job
Start-ThreadJob -ScriptBlock {
    param($inputVal)
    Write-Host $inputVal
} -ArgumentList $a | Wait-Job | Receive-Job

• 不要用using:作用域修饰符实现共享：using:只会把父作用域的变量值复制一份传入作业，作业内修改的是独立副本，既不会回写到父作用域，也不会同步给其他作业。比如下面的代码输出结果还是2，第一个作业的修改完全不生效：

  $a = 2
  Start-ThreadJob -ScriptBlock { $using:a = $using:a + 1 } | Out-Null
  Start-ThreadJob -ScriptBlock { Start-Sleep -Seconds 1; Write-Host $using:a } | Wait-Job | Receive-Job
  

• 不要尝试在Start-Job中用普通引用类型传值：跨进程的序列化机制会生成完全独立的对象副本，修改操作不会同步。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Anwesh