20 I/O 重定向

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有三个默认打开的文件[1], stdin(标准输入，键盘),stdout(标准输出， 屏幕)和 stderr(标准错误，屏幕上输出的错误信息)。这些和任何其他打开的文件都可以被重定向。重定向仅仅意味着捕获输出文件，命令，脚本，甚至是一个脚本的代码块(样例 3-1)和(样例 3-2) 作为另一个文件，命令，程序或脚本的输入。

每个打开的文件都有特定的文件描述符。[2],而 stdin，stdout，stderr 的文件描述符分别为 0,1,2。当然了，还有附件的文件描述符 3 - 9。有时候为stdin，stdout，stderr临时性的复制链接分配这些附加的文件描述符会非常有用.[3]。这简化了复杂重定向和重组后的恢复(见样例 20-1)

  1.    COMMAND_OUTPUT >
  2.       # 重定向标准输出到一个文件.
  3.       # 如果文件不存在则创建，否则覆盖.
  5.       ls -lR > dir-tree.list
  6.       # 创建了一个包含目录树列表的文件.
  8.    : > filename
  9.       # ">" 清空了文件.
  10.       # 如果文件不存在，则创建了个空文件 (效果类似 'touch').
  11.       # ":" 是个虚拟占位符, 不会有输出.
  13.    > filename    
  14.       # ">" 清空了文件.
  15.       # 如果文件不存在，则创建了个空文件 (效果类似 'touch').
  16.       # (结果和上述的 ": >" 一样， 但在某些 shell 环境中不能正常运行.)
  18.    COMMAND_OUTPUT >>
  19.       # 重定向标准输出到一个文件.
  20.       # 如果文件不存在则创建，否则新内容在文件末尾追加.
  23.       # 单行重定向命令 (只作用于本身所在的那行):
  24.       # --------------------------------------------------------------------
  26.    1>filename
  27.       # 以覆盖的方式将 标准错误 重定向到文件 "filename."
  28.    1>>filename
  29.       # 以追加的方式将 标准输出 重定向到文件 "filename."
  30.    2>filename
  31.       # 以覆盖的方式将 标准错误 重定向到文件 "filename."
  32.    2>>filename
  33.       # 以追加的方式将 标准错误 重定向到文件 "filename."
  34.    &>filename
  35.       # 以覆盖的方式将 标准错误 和 标准输出 同时重定向到文件 "filename."
  36.       # 在 bash 4 中才有这个新功能.
  38.    M>N
  39.      # "M" 是个文件描述符, 如果不明确指定，默认为 1.
  40.      # "N" 是个文件名.
  41.      # 文件描述符 "M" 重定向到文件 "N."
  42.    M>&N
  43.      # "M" 是个文件描述符, 如果不设置默认为 1.
  44.      # "N" 是另一个文件描述符.
  46.       #==============================================================================
  48.       # 重定向 标准输出，一次一行.
  49.       LOGFILE=script.log
  51.       echo "This statement is sent to the log file, \"$LOGFILE\"." 1>$LOGFILE
  52.       echo "This statement is appended to \"$LOGFILE\"." 1>>$LOGFILE
  53.       echo "This statement is also appended to \"$LOGFILE\"." 1>>$LOGFILE
  54.       echo "This statement is echoed to stdout, and will not appear in \"$LOGFILE\"."
  55.       # 这些重定向命令在每行结束后自动"重置".
  59.       # 重定向 标准错误，一次一行.
  60.       ERRORFILE=script.errors
  62.       bad_command1 2>$ERRORFILE       #  Error message sent to $ERRORFILE.
  63.       bad_command2 2>>$ERRORFILE      #  Error message appended to $ERRORFILE.
  64.       bad_command3                    #  Error message echoed to stderr,
  65.                                       #+ and does not appear in $ERRORFILE.
  66.       # 这些重定向命令每行结束后会自动“重置”.
  67.     #=======================================================================
  1.    2>&1
  2.       # 重定向 标准错误 到 标准输出.
  3.       # 错误信息发送到标准输出相同的位置.
  4.         >>filename 2>&1
  5.             bad_command >>filename 2>&1
  6.             # 同时将 标准输出 和 标准错误 追加到文件 "filename" 中 ...
  7.         2>&1 | [command(s)]
  8.             bad_command 2>&1 | awk '{print $5}'   # found
  9.             # 通过管道传递 标准错误.
  10.             # bash 4 中可以将 "2>&1 |" 缩写为 "|&".
  12.    i>&j
  13.       # 重定向文件描述符 i 到 j.
  14.       # 文件描述符 i 指向的文件输出将会重定向到文件描述符 j 指向的文件
  16.    >&j
  17.       # 默认的标准输出 (stdout) 重定向到 j.
  18.       # 所有的标准输出将会重定向到 j 指向的文件.
  1.    0< FILENAME
  2.     < FILENAME
  3.       # 从文件接收输入.
  4.       # 类似功能命令是 ">", 经常会组合使用.
  5.       #
  6.       # grep search-word <filename
  9.    [j]<>filename
  10.       #  打开并读写文件 "filename" ,
  11.       #+ 并且分配文件描述符 "j".
  12.       #  如果 "filename" 不存在则创建.
  13.       #  如果文件描述符 "j" 未指定, 默认分配文件描述符 0, 标准输入.
  14.       #
  15.       #  这是一个写指定文件位置的应用程序. 
  16.       echo 1234567890 > File    # 写字符串到 "File".
  17.       exec 3<> File             # 打开并分配文件描述符 3 给 "File" .
  18.       read -n 4 <&3             # 读取 4 字符.
  19.       echo -n . >&3             # 写一个小数点.
  20.       exec 3>&-                 # 关闭文件描述符 3.
  21.       cat File                  # ==> 1234.67890
  22.       #  随机访问.
  26.    |
  27.       # 管道.
  28.       # 一般是命令和进程的链接工具.
  29.       # 类似 ">", 但更一般.
  30.       # 在连接命令，脚本，文件和程序方面非常有用.
  31.       cat *.txt | sort | uniq > result-file
  32.       # 所有 .txt 文件输出进行排序并且删除复制行,
  33.       # 最终保存结果到 "result-file".

可以用单个命令行表示输入和输出的多个重定向或管道.

  1. command < input-file > output-file
  2. # 或者等价:
  3. < input-file command > output-file   # 尽管这不标准.
  5. command1 | command2 | command3 > output-file

更多详情见样例 16-31 and 样例 A-14.

多个输出流可以重定向到一个文件.

  1. ls -yz >> command.log 2>&1
  2. #  捕获不合法选项 "yz" 的结果到文件 "command.log."
  3. #  因为 标准错误输出 被重定向到了文件,
  4. #+ 任何错误信息都会在这.
  6. #  注意, 然而, 接下来的这个案例并 "不能" 同样的结果.
  7. ls -yz 2>&1 >> command.log
  8. #  输出一条错误信息，但是不会写入到文件.
  9. #  恰恰的, 命令输出(这个例子里为空)写入到文件, 但错误信息只会在 标准输出 输出.
  11. #  如果同时重定向 标准输出 和 标准错误输出,
  12. #+ 命令的顺序不同会导致不同.

关闭文件描述符

  1. n<&-
  2.     关闭输入文件描述符 n.
  4. 0<&-, <&-
  5.     关闭标准输入.
  7. n>&-
  8.     关闭输出文件描述符 n.
  10. 1>&-, >&-
  11.     关闭标准输出.

子进程能继承文件描述符.这就是管道符能工作的原因.通过关闭文件描述符来防止继承 .

  1. # 只重定向到 标准错误 到管道.
  3. exec 3>&1                              # 保存当前 标准输出 "值".
  5. ls -l 2>&1 >&3 3>&- | grep bad 3>&-    # 关闭 'grep' 文件描述符 3 (但不是 'ls').
  6. #              ^^^^   ^^^^
  7. exec 3>&-                              # 现在关闭它.
  9. # 感谢, S.C.

更多关于 I/O 重定向详情见 Appendix F.

注意

[1] 在 UNIX 和 Linux 中, 数据流和周边外设(device files) 都被看做文件.

[2] 文件描述符 仅仅是操作系统分配的一个可追踪的打开的文件号. 可以认为是一个简化的文件指针. 类似于 C 语言的 文件句柄.

[3] 当 bash 创建一个子进程的时候使用 文件描述符 5 会有问题. 例如 exec, 子进程继承了文件描述符 5 (详情见 Chet Ramey’s 归档的 e-mail, SUBJECT: RE: File descriptor 5 is held open). 最好将这个文件描述符单独规避.