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玩轉Linux文件描述符和重定向

linux下的文件描述符是與文件輸入、輸出相關聯的整數。它們用來跟蹤已打開的文件。
最常見的文件描述符是stdin、stdout和stderr.我們可以將某個文件描述符的內容重定向到另一個文件描述符中。

下面給出一些對文件描述符進行操作和重定向的例子。

1.5.1 預備知識

我們在編寫腳本時會頻繁使用標准輸入(stdin)、標准輸出(stdout)和標准錯誤(stderr)。

通過內容過濾將輸出重定向到文件是我們從事的基礎任務之一。

當命令輸出文本時,這些輸出文本有可能是錯誤信息,也可能是正常的(非錯誤的)輸出信息。
單靠查看輸出的文本本身,  我們無法區分哪些是正常的輸出文本,哪些是錯誤文本。不過,我們可以通過文件描述符來解決這個問題,將那些與特定描述符關聯的文本提取出來。
文件描述符是與一個打開的文件或數據流相關聯的整數。文件描述符0、1以及2是系統預留的。
0——stdin(標准輸入)
1——stdout(標准輸出)
2——stderr(標准錯誤)

1.5.2  實戰演練

將輸出文本重定向或保存到一個文件中:


復制代碼代碼如下:
$echo"This is a sample text 1">temp.txt

這種方法通過截取文件的方式,將輸出文本存儲到文件temp.txt中,也就是說在把echo命令的輸出寫入文件之前,temp.txt中的內容首先會被清空。
接下來,再看另一個例子:
 

復制代碼代碼如下:
$echo "this is sample text 2" >>temp.txt

這種方法會將文本追加到目標文件中。
>和>>並不相同。盡管這兩個操作符都可以將文本重定向到文件,但是前者會先清空文件,再寫入內容;而後者會將內容追加到現有文件的尾部。
可以用下面的方法查看文件內容:


復制代碼代碼如下:
$cat temp.txt
this is sample text 1
this is sample text 2

在linux操作系統中,當使用重定向操作符時,重定向的內容不會出現在終端,而是直接被導入文件。重定向操作符默認使用標准輸出。如果想使用特定的文件描述符,你必須將描述符置於操作符之前。

>等同於1>;對於>>來說,情況也類似(即>>等同於1>>)。
來看看什麼是標准錯誤以及如何對它重定向。當命令輸出錯誤信息時,stderr信息就會被打印出來。考慮下面的例子:
 

復制代碼代碼如下:
$ Is +
Is:cannot access +:No such file or directory

這裡,+是一個非法參數,因些將返回錯誤信息。
[ 成功和不成功的命令
   當一個命令發生錯誤並退回時,它會返回一個非0的退出狀態;而當命令成功完成後,它會返回數字0。退出狀態可以從特殊變量$? 中獲得(在命令執行語句之後立刻運行echo$?,就可以打印出退出狀態)。]

將stderr文本打印到屏幕上,而不是文件中。


復制代碼代碼如下:
$ Is+>out.txt
Is:cannot access+:No such file or directory

然而在下面的命令中,stdout沒有任何輸出,因為錯誤已經重定向到out.txt中去了。


復制代碼代碼如下:
$ Is +2> out.txt # 正常運行

你可以將stderr單獨重定向到一個文件,將stdout重定向到另一個文件:


復制代碼代碼如下:
$ cmd 2>stderr.txt 1>stdout.txt

還可以利用下面的方法將stderr轉換成stdout,使得stderr和stdout都被重定向到同一個文件中:


復制代碼代碼如下:
$ cmd 2>&1 output.txt

或者采用下列方法:


復制代碼代碼如下:
$ cmd&> output.txt

有時候,在輸出中可能包含一些不必要的信息(比如除錯信息)。如果你不想讓終端中充斥著有關stderr的繁枝末節,那麼你可以將stderr的輸出重定向到/dev/null, 保證一切都會被清除得干干淨淨。假設我們有三個文件,分別是a1、a2、a3。但是普通用戶對a1沒有“讀一寫一執行”權限。如果你需要打印文件名以a起始的所有文件的內容,你可以使用cat命令。
設置一些測試文件:


復制代碼代碼如下:
$ echo a1 >a1
$ cp a1 a2;cp a2 a3;
$ chmod 000 a1 #清除所有權限

盡管可以使用通配符(a*)顯示所有的文件內容,但是系統會顯示一個出錯信息,因為對文件a1沒有可讀權限。


復制代碼代碼如下:
$ cat a*
cat:a1 permission denied
a1
a1

其中,cat:a1:permission denied 屬於stderr。我們可以將stderr信息重定向到一個文件中,而stdout 仍然保持不變。考慮如下代碼:


復制代碼代碼如下:
$ cat a* 2>err.txt #stderr被重定向到err.txt
a1
a1
$ cat err.txt
cat:a1:permission denied

觀察下面的代碼:


復制代碼代碼如下:
$ some_command 2>/dev/null

本節是 玩轉Linux文件描述符和重定向 第二頁的內容,歡迎大家繼續閱讀。

在這個示例中,來自stderr的輸出被丟到文件/dev/null中。/dev/null是一個特殊的設備文件,這個文件接收到的任何數據都會被丟棄。

因此,null設備通常也被為位桶(bit bucket)或黑洞。
當對stderr或stdout進行重定向時,重定向的文本將傳入文件。

因為文本已經被重定向到文件中,也就沒剩下什麼東西可以通過管道(|)傳給接下來的命令,而這些命令是通過stdin來接收文本的。
但是有一個巧妙的方法可以一方面將數據重定向到文件,另一方面還可以提供一些重定向數據的副本作為後續命令的stdin。

這一切都可以使用tee來實現。

舉個例子:要在終端中打印stdout,同時將它重定向到一個文件中,那麼可以這樣使用tee:


復制代碼代碼如下:
command | tee FILE1 FILE2

在下面的代碼中,tee命令接收到來自stdin的數據。它將stdout的一份副寫入文件out.txt,同時將別一份副本作為後續命令的stdin。命令cat -n將從stdin中接收到的每一行數據前加上行號並寫入stdout:


復制代碼代碼如下:
$ cat a*| tee out.txt| cat -n
cat: a1: permission denied
1 a1
2 a1

查看out.txt 的內容:


復制代碼代碼如下:
$ cat out.txt
a1
a1

注意,cat:a1:permission denied並沒有在任何文件內容中出現。這是因為這些信息屬於stderr,而tee只能從stdin中進行讀取。
默認情況下,tee命令會將文件覆蓋,但是提供了一個-a選項,可以用於追加內容。例如:


復制代碼代碼如下:
$ cat a*| tee -a out.txt| cat -n.

帶有參數的命令可以寫成:command FILE1 FILE2依次類推,或者簡簡單單地用command FILE。
我們可以使用stdin作為命令參數。只需要將-作為命令的文件名參數即可:


復制代碼代碼如下:
$ cmd1 |cmd2 |cmd -

例如:


復制代碼代碼如下:
$ echo who is this | tee-
who is this
who is this

或者我們也可以將/dev/stdin作為輸出文件名來使用stdin。
類似的,使用/dev/stderr代表標准錯誤,/dev/stdout代表標准輸出。這些特殊的設備文件分別對應stdin、stderr和stdout。

補充內容:
從stdin讀取輸入的命令能以多種方式接收數據。另外,還可以用cat和管道來制定我們自己的文件描述符,例如:


復制代碼代碼如下:
$ cat file | cmd
$ cmd1 | cmd2

1.將文件重定向到命令
借助重定向,我們可以像使用stdin那樣從文件中讀取數據:


復制代碼代碼如下:
$ cmd <file

2.重定向腳本內部的文本塊
有時候,需要對文本塊(多行文本)像標准輸入一樣進行重定向。考慮一個特殊情況:源文本就位於shell腳本中。

來看下面這段shell腳本吧,向log文件中寫入頭部數據,可以按照下面的方法完成:


復制代碼代碼如下:
#!/bin/bash
cat <<EOF>log.txt
LOG FILE HEADER
This is a test log file
Function:System statistics
EOF

在cat <<EOF>log.txt與下一個EOF行之間的所有文本行都會被當做stdin數據。log.txt文件的內容打印如下:


復制代碼代碼如下:
$ cat log.txt
LOG FILE HEADER
This is a test log file
Function:System statistics

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