shell i/o 输入输出重定向

linux shell下常用输入输出操作符是：

1.  标准输入   (stdin) ：代码为 0 ，使用 < 或 << ； /dev/stdin -> /proc/self/fd/0   0代表：/dev/stdin 

2.  标准输出   (stdout)：代码为 1 ，使用 > 或 >> ； /dev/stdout -> /proc/self/fd/1  1代表：/dev/stdout

3.  标准错误输出(stderr)：代码为 2 ，使用 2> 或 2>> ； /dev/stderr -> /proc/self/fd/2 2代表：/dev/stderr

默认情况下始终有3个"文件"处于打开状态, stdin (键盘), stdout (屏幕), and stderr (错误消息输出到屏幕上). 这3个文件和其他打开的文件都可以被重定向. 对于重定向简单的解释就是捕捉一个文件, 命令, 程序, 脚本, 或者甚至是脚本中的代码块(参见 Example 3-1 和 Example 3-2)的输出, 然后将这些输出作为输入发送到另一个文件, 命令, 程序, 或脚本中.

每个打开的文件都会被分配一个文件描述符.[1]stdin, stdout, 和stderr的文件描述符分别是0, 1, 和 2. 对于正在打开的额外文件, 保留了描述符3到9. 在某些时候将这些格外的文件描述符分配给stdin, stdout, 或者是stderr作为临时的副本链接是非常有用的. [2] 在经过复杂的重定向和刷新之后需要把它们恢复成正常的样子 (参见Example 16-1).

1  COMMAND_OUTPUT > 2  # 重定向stdout到一个文件. 3  # 如果没有这个文件就创建, 否则就覆盖. 4  5  ls -lR > dir-tree.list 6  # 创建一个包含目录树列表的文件. 7  8  : > filename 9  # > 会把文件"filename"截断为0长度. 10  # 如果文件不存在, 那么就创建一个0长度的文件(与'touch'的效果相同). 11  # : 是一个占位符, 不产生任何输出. 12  13  > filename 14  # > 会把文件"filename"截断为0长度. 15  # 如果文件不存在, 那么就创建一个0长度的文件(与'touch'的效果相同). 16  # (与上边的": >"效果相同, 但是在某些shell下可能不能工作.) 17  18  COMMAND_OUTPUT >> 19  # 重定向stdout到一个文件. 20  # 如果文件不存在, 那么就创建它, 如果存在, 那么就追加到文件后边. 21  22  23  # 单行重定向命令(只会影响它们所在的行): 24  # -------------------------------------------------------------------- 25  26  1>filename 27  # 重定向stdout到文件"filename". 28  1>>filename 29  # 重定向并追加stdout到文件"filename". 30  2>filename 31  # 重定向stderr到文件"filename". 32  2>>filename 33  # 重定向并追加stderr到文件"filename". 34  &>filename 35  # 将stdout和stderr都重定向到文件"filename". 36  37  #============================================================================== 38  # 重定向stdout, 一次一行. 39  LOGFILE=script.log 40  41  echo "This statement is sent to the log file, \"$LOGFILE\"." 1>$LOGFILE 42  echo "This statement is appended to \"$LOGFILE\"." 1>>$LOGFILE 43  echo "This statement is also appended to \"$LOGFILE\"." 1>>$LOGFILE 44  echo "This statement is echoed to stdout, and will not appear in \"$LOGFILE\"." 45  # 每行过后, 这些重定向命令会自动"reset". 46  47  48  49  # 重定向stderr, 一次一行. 50  ERRORFILE=script.errors 51  52  bad_command1 2>$ERRORFILE # 错误消息发到$ERRORFILE中. 53  bad_command2 2>>$ERRORFILE # 错误消息添加到$ERRORFILE中. 54  bad_command3 # 错误消息echo到stderr, 55  #+ 并且不出现在$ERRORFILE中. 56  # 每行过后, 这些重定向命令也会自动"reset". 57  #============================================================================== 58  59  60  61  2>&1 62  # 重定向stderr到stdout. 63  # 得到的错误消息与stdout一样, 发送到一个地方. 64  65  i>&j 66  # 重定向文件描述符i 到 j. 67  # 指向i文件的所有输出都发送到j中去. 68  69  >&j 70  # 默认的, 重定向文件描述符1(stdout)到 j. 71  # 所有传递到stdout的输出都送到j中去. 72  73  0< FILENAME 74  < FILENAME 75  # 从文件中接受输入. 76  # 与">"是成对命令, 并且通常都是结合使用. 77  # 78  # grep search-word <filename 79  80  81  [j]<>filename 82  # 为了读写"filename", 把文件"filename"打开, 并且分配文件描述符"j"给它. 83  # 如果文件"filename"不存在, 那么就创建它. 84  # 如果文件描述符"j"没指定, 那默认是fd 0, stdin. 85  # 86  # 这种应用通常是为了写到一个文件中指定的地方. 87  echo 1234567890 > File # 写字符串到"File". 88  exec 3<> File # 打开"File"并且给它分配fd 3. 89  read -n 4 <&3 # 只读4个字符. 90  echo -n . >&3 # 写一个小数点. 91  exec 3>&- # 关闭fd 3. 92  cat File # ==> 1234.67890 93  # 随机存储.

可以将多个输出流重定向到一个文件上.

1 ls -yz >> command.log 2>&1 2 # 将错误选项"yz"的结果放到文件"command.log"中. 3 # 因为stderr被重定向到这个文件中, 4 #+ 所有的错误消息也就都指向那里了. 5  6 # 注意, 下边这个例子就不会给出相同的结果. 7 ls -yz 2>&1 >> command.log 8 # 输出一个错误消息, 但是并不写到文件中. 9  10 # 如果将stdout和stderr都重定向, 11 #+ 命令的顺序会有些不同.

关闭文件描述符

n<&-

关闭输入文件描述符n.

0<&-,  <&-

关闭stdin.

n>&-

关闭输出文件描述符n.

1>&-,  >&-

关闭stdout.

子进程继承了打开的文件描述符. 这就是为什么管道可以工作. 如果想阻止fd被继承, 那么可以关掉它.

1 # 只重定向stderr到一个管道. 2  3 exec 3>&1 # 保存当前stdout的"值". 4 ls -l 2>&1 >&3 3>&- | grep bad 3>&- # 对'grep'关闭fd 3(但不关闭'ls'). 5 # ^^^^ ^^^^ 6 exec 3>&- # 现在对于剩余的脚本关闭它. 7  8 # Thanks, S.C.

exec <filename 命令会将stdin重定向到文件中. 从这句开始, 后边的输入就都来自于这个文件了, 而不是标准输入了(通常都是键盘输入). 这样就提供了一种按行读取文件的方法, 并且可以使用sed 和/或 awk来对每一行进行分析.

Example 16-1. 使用exec重定向标准输入

1 #!/bin/bash 2 # 使用'exec'重定向标准输入. 3  4  5 exec 6<&0 # 将文件描述符#6与stdin链接起来. 6  # 保存了stdin. 7  8 exec < data-file # stdin被文件"data-file"所代替. 9  10 read a1 # 读取文件"data-file"的第一行. 11 read a2 # 读取文件"data-file"的第二行. 12  13 echo 14 echo "Following lines read from file." 15 echo "-------------------------------" 16 echo $a1 17 echo $a2 18  19 echo; echo; echo 20  21 exec 0<&6 6<&- 22 # 现在将stdin从fd #6中恢复, 因为刚才我们把stdin重定向到#6了, 23 #+ 然后关闭fd #6 ( 6<&- ), 好让这个描述符继续被其他进程所使用. 24 # 25 # <&6 6<&- 这么做也可以. 26  27 echo -n "Enter data " 28 read b1 # 现在"read"已经恢复正常了, 就是从stdin中读取. 29 echo "Input read from stdin." 30 echo "----------------------" 31 echo "b1 = $b1" 32  33 echo 34  35 exit 0

同样的, exec >filename 命令将会把stdout重定向到一个指定的文件中. 这样所有的命令输出就都会发向那个指定的文件, 而不是stdout.

Example 16-2. 使用exec来重定向stdout

1 #!/bin/bash 2 # reassign-stdout.sh 3  4 LOGFILE=logfile.txt 5  6 exec 6>&1 # 将fd #6与stdout相连接. 7  # 保存stdout. 8  9 exec > $LOGFILE # stdout就被文件"logfile.txt"所代替了. 10  11 # ----------------------------------------------------------- # 12 # 在这块中所有命令的输出就都发向文件 $LOGFILE. 13  14 echo -n "Logfile: " 15 date 16 echo "-------------------------------------" 17 echo 18  19 echo "Output of \"ls -al\" command" 20 echo 21 ls -al 22 echo; echo 23 echo "Output of \"df\" command" 24 echo 25 df 26  27 # ----------------------------------------------------------- # 28  29 exec 1>&6 6>&- # 恢复stdout, 然后关闭文件描述符#6. 30  31 echo 32 echo "== stdout now restored to default == " 33 echo 34 ls -al 35 echo 36  37 exit 0

Example 16-3. 使用exec在同一脚本中重定向stdin和stdout

1 #!/bin/bash 2 # upperconv.sh 3 # 将一个指定的输入文件转换为大写. 4  5 E_FILE_ACCESS=70 6 E_WRONG_ARGS=71 7  8 if [ ! -r "$1" ] # 判断指定的输入文件是否可读? 9 then 10  echo "Can't read from input file!" 11  echo "Usage: $0 input-file output-file" 12  exit $E_FILE_ACCESS 13 fi # 即使输入文件($1)没被指定 14  #+ 也还是会以相同的错误退出(为什么?). 15  16 if [ -z "$2" ] 17 then 18  echo "Need to specify output file." 19  echo "Usage: $0 input-file output-file" 20  exit $E_WRONG_ARGS 21 fi 22  23  24 exec 4<&0 25 exec < $1 # 将会从输入文件中读取. 26  27 exec 7>&1 28 exec > $2 # 将写到输出文件中. 29  # 假设输出文件是可写的(添加检查?). 30  31 # ----------------------------------------------- 32  cat - | tr a-z A-Z # 转换为大写. 33 # ^^^^^ # 从stdin中读取.Reads from stdin. 34 # ^^^^^^^^^^ # 写到stdout上. 35 # 然而, stdin和stdout都被重定向了. 36 # ----------------------------------------------- 37  38 exec 1>&7 7>&- # 恢复 stout. 39 exec 0<&4 4<&- # 恢复 stdin. 40  41 # 恢复之后, 下边这行代码将会如期望的一样打印到stdout上. 42 echo "File \"$1\" written to \"$2\" as uppercase conversion." 43  44 exit 0

I/O重定向是一种避免可怕的子shell中不可存取变量问题的方法.

Example 16-4. 避免子shell

1 #!/bin/bash 2 # avoid-subshell.sh 3 # Matthew Walker提出的建议. 4  5 Lines=0 6  7 echo 8  9 cat myfile.txt | while read line; # (译者注: 管道会产生子shell) 10  do { 11  echo $line 12  (( Lines++ )); # 增加这个变量的值 13  #+ 但是外部循环却不能存取. 14  # 子shell问题. 15  } 16  done 17  18 echo "Number of lines read = $Lines" # 0 19  # 错误! 20  21 echo "------------------------" 22  23  24 exec 3<> myfile.txt 25 while read line <&3 26 do { 27  echo "$line" 28  (( Lines++ )); # 增加这个变量的值 29  #+ 现在外部循环就可以存取了. 30  # 没有子shell, 现在就没问题了. 31 } 32 done 33 exec 3>&- 34  35 echo "Number of lines read = $Lines" # 8 36  37 echo 38  39 exit 0 40  41 # 下边这些行是脚本的结果, 脚本是不会走到这里的. 42  43 $ cat myfile.txt 44  45 Line 1. 46 Line 2. 47 Line 3. 48 Line 4. 49 Line 5. 50 Line 6. 51 Line 7. 52 Line 8.