11.1

谈到 I/O redirection ,不妨先让我们认识一下 File Descriptor (FD) 。

程序的运算,在大部份情況下都是进行数据(data)的处理,这些数据从哪读进?又,送出到哪里呢?

这就是 file descriptor (FD) 的功用了。

在 shell 程序中,最常使用的 FD 大概有三个,分別为:

0: Standard Input (STDIN) 
1: Standard Output (STDOUT) 
2: Standard Error Output (STDERR)

在标准情況下,这些 FD 分別跟如下设备(device)关联:

stdin(0): keyboard 
stdout(1): monitor 
stderr(2): monitor

我们可以用如下下命令测试一下:

$ mail -s test root 
this is a test mail. 
please skip. 
^d (同时按 crtl 跟 d 鍵)

很明显,mail 程序所读进的数据,就是从 stdin 也就是 keyboard 读进的。 不过,不见得每个程序的 stdin 都跟 mail 一样从 keyboard 读进,因为程序作者可以从文件参数读进 stdin ,如:

$ cat /etc/passwd

但,要是 cat 之后沒有文件参数则又如何呢?

哦,请您自己玩玩看啰…. ^_^

$ cat

(请留意数据输出到哪里去了,最后別忘了按 ^d 离开…)

至于 stdout 与 stderr ,嗯… 等我有空再续吧… ^_^

还是,有哪位前辈要来玩接龙呢?

11.2

沿文再续,书接上一回… ^_^

相信,经过上一个练习后,你对 stdin 与 stdout 应该不难理解吧?然后,让我们继续看 stderr 好了。

事实上,stderr 沒什么难理解的:说穿了就是”错误信息”要往哪边送而已…

比方说,若读进的文件参数是不存在的,那我们在 monitor 上就看到了:

$ ls no.such.file 
ls: no.such.file: No such file or directory

若,一个命令同时产生 stdout 与 stderr 呢?那还不简单,都送到 monitor 来就好了:

$ touch my.file 
$ ls my.file no.such.file 
ls: no.such.file: No such file or directory 
my.file

okay,至此,关于 FD 及其名称、还有相关联的设备,相信你已经沒问题了吧?

那好,接下来让我们看看如何改变这些 FD 的预设数据通道,

我们可用 < 来改变读进的数据通道(stdin),使之从指定的文件读进。  我们可用 > 来改变送出的数据通道(stdout, stderr),使之输出到指定的文件。

比方说:

$ cat < my.file

就是从 my.file 读进数据

$ mail -s test root < /etc/passwd

则是从 /etc/passwd 读进…

这样一来,stdin 将不再是从 keyboard 读进,而是从文件读进了…

严格来说,< 符号之前需要指定一个 FD 的(之間不能有空白),但因为 0 是 < 的预设值,因此 < 与 0< 是一样的!

okay,这个好理解吧?

那,要是用两个 << 又是啥呢?

这是所谓的 HERE Document ,它可以让我们输入一段文本,直到读到 << 后指定的字串。比方说:

$ cat <<FINISH 
first line here 
second line there 
third line nowhere 
FINISH

这样的话,cat 会读进 3 行句子,而无需从 keyboard 读进数据且要等 ^d 结束输入。

至于 > 又如何呢?

且听下回分解….

11.3

当你搞懂了 0< 原来就是改变 stdin 的数据输入通道之后,相信要理解如下两个 redirection 就不难了:

1> 
2>

前者是改变 stdout 的数据输出通道,后者是改变 stderr 的数据输出通道。两者都是将原本要送出到 monitor 的数据转向输出到指定文件去。

由于 1 是 > 的预设值,因此,1> 与 > 是相同的,都是改变 stdout 。

用上次的 ls 例子来说明一下好了:

$ ls my.file no.such.file 1>file.out 
ls: no.such.file: No such file or directory

这样 monitor 就只剩下 stderr 而已。因为 stdout 给写进 file.out 去了。

$ ls my.file no.such.file 2>file.err 
my.file

这样 monitor 就只剩下 stdout ,因为 stderr 写进了 file.err 。

$ ls my.file no.such.file 1>file.out 2>file.err

这样 monitor 就啥也沒有,因为 stdout 与 stderr 都给转到文件去了…

呵~~~ 看来要理解 > 一点也不难啦!是不?沒骗你吧? ^_^

不过,有些地方还是要注意一下的。

首先,是同时写入的问题。比方如下这个例子:

$ ls my.file no.such.file 1>file.both 2>file.both

假如 stdout(1) 与 stderr(2) 都同时在写入 file.both 的话,则是采取“覆盖”方式:后来写入的覆盖前面的。

让我们假设一个 stdout 与 stderr 同时写入 file.out 的情形好了:

* 首先 stdout 写入10个字节 
* 然后 stderr 写入6个字节

那么,这时候原本 stdout 输出的 10 个字节就被 stderr 覆盖掉了。

那,如何解決呢?所谓山不转路转、路不转人转嘛,我们可以换一个思维:将 stderr 导进 stdout 或将 stdout 导进 sterr ,而不是大家在抢同一份文件,不就行了!

bingo!就是这样啦:

* 2>&1 就是将 stderr 并进 stdout 作输出 
* 1>&2 或 >&2 就是将 stdout 并进 stderr 作输出

于是,前面的错误操作可以改为:

$ ls my.file no.such.file 1>file.both 2>&1 
或 
$ ls my.file no.such.file 2>file.both >&2

这样,不就皆大欢喜了吗? 呵~~~ ^_^

不过,光解決了同时写入的问题还不够,我们还有其他技巧需要了解的。

故事还沒结束,別走开﹗广告后,我们再回来…!

11.4

okay,这次不讲 I/O Redirction ,讲佛吧…

(有沒搞错?!網中人是否头脑烧坏了?…) 嘻~~~ ^_^

学佛的最高境界,就是”四大皆空”。至于是空哪四大块?我也不知,因为我还沒到那境界…

但这个”空”字,却非常值得我们反复把玩的:— 色即是空、空即是色!

好了,施主要是能够领会”空”的禅意,那离修成正果不远矣~~~

在 Linux 文件系统里,有个设备文件位于 /dev/null 。

许多人都问过我那是什么玩意儿?我跟你说好了:那就是”空”啦!

沒错﹗空空如也的空就是 null 了…. 请问施主是否忽然有所顿悟了呢?然则恭喜了~~~ ^_^

这个 null 在 I/O Redirection 中可有用得很呢:

* 若将 FD1 跟 FD2 转到 /dev/null 去,就可将 stdout 与 stderr 弄不见掉。 
* 若将 FD0 接到 /dev/null 来,那就是读进 nothing 。

比方说,当我们在执行一个程序时,画面会同时送出 stdout 跟 stderr ,假如你不想看到 stderr (也不想存到文件去),那可以:

$ ls my.file no.such.file 2>/dev/null 
my.file

若要相反:只想看到 stderr 呢?还不简单!将 stdout 弄到 null 就行:

$ ls my.file no.such.file >/dev/null 
ls: no.such.file: No such file or directory

那接下来,假如单纯只跑程序,不想看到任何输出结果呢?

哦,这里留了一手上次节目沒讲的法子,专门赠予有緣人!… ^_^

除了用 >/dev/null 2>&1 之外,你还可以如此:

$ ls my.file no.such.file &>/dev/null

(提示:将 &> 换成 >& 也行啦~~! )

okay?讲完佛,接下来,再让我们看看如下情況:

$ echo "1" > file.out 
$ cat file.out 
1 
$ echo "2" > file.out 
$ cat file.out 
2

看来,我们在重定向 stdout 或 stderr 进一份文件时,似乎永远只获得最后一次导入的结果。那,之前的內容呢?

呵~~~ 要解決这个问提很简单啦,将 > 换成 >> 就好:

$ echo "3" >> file.out 
$ cat file.out 
2 
3

如此一来,被重定向的目标文件之內容並不会失去,而新的內容则一直增加在最后面去。easy ? 呵 … ^_^

但,只要你再一次用回单一的 > 来重定向的话,那么,旧的內容还是会被”洗”掉的!

这时,你要如何避免呢?

—-备份! yes ,我听到了!不过…. 还有更好的吗?

既然与施主这么有缘份,老衲就送你一个锦囊妙法吧:

$ set -o noclobber 
$ echo "4" > file.out 
-bash: file: cannot overwrite existing file

那,要如何取消这个”限制”呢?哦,将 set -o 换成 set +o 就行:

$ set +o noclobber 
$ echo "5" > file.out 
$ cat file.out 
5

再问:那… 有办法不取消而又”临时”覆写目标文件吗?哦,佛曰:不可告也!

啊~~~ 开玩笑的、开玩笑的啦~~~ ^_^ 唉,早就料到人心是不足的了!

$ set -o noclobber 
$ echo "6" >| file.out 
$ cat file.out 
6

留意到沒有:在 > 后面再加个” | “就好(注意: > 与 | 之间不能有空白哦)….

呼…. (深呼吸吐纳一下吧)~~~ ^_^

再来还有一个难题要你去参透的呢:

$ echo "some text here" > file 
$ cat < file 
some text here 
$ cat < file > file.bak 
$ cat < file.bak 
some text here 
$ cat < file > file 
$ cat < file

嗯?!注意到沒有?!!

—- 怎么最后那个 cat 命令看到的 file 竟是空的?!

why? why? why?

11.5

前面提到:$ cat < file > file 之后原本有內容的文件结果却被洗掉了!

要理解这一现像其实不难,这只是 priority 的问题而已:

* 在 IO Redirection 中,stdout 与 stderr 的管道会先准备好,才会从 stdin 读进资料。

也就是说,在上例中,> file 会先将 file 清空,然后才读进 < file ,但这时候文件已经被清空了,因此就变成读不进任何资料了…

哦~~~ 原来如此~~~~ ^_^

那… 如下两例又如何呢?

$ cat <> file 
$ cat < file >> file

嗯… 同学们,这两个答案就当练习题啰,下节课之前请交作业!

好了,I/O Redirection 也快讲完了,sorry,因为我也只知道这么多而已啦~~~ 嘻~~ ^_^

不过,还有一样东东是一定要讲的,各位观众(请自行配乐~!#@!$%) :—- 就是 pipe line 也!

谈到 pipe line ,我相信不少人都不会陌生:

我们在很多 command line 上常看到的” | “符号就是 pipe line 了。

不过,究竟 pipe line 是甚么东东呢?

別急別急… 先查一下英汉字典,看看 pipe 是甚么意思?

沒错!它就是”水管”的意思…

那么,你能想像一下水管是怎么一根接著一根的吗?

又,每根水管之间的 input 跟 output 又如何呢?

嗯??

灵光一闪:原来 pipe line 的 I/O 跟水管的 I/O 是一模一样的:

* 上一个命令的 stdout 接到下一个命令的 stdin 去了﹗

的确如此… 不管在 command line 上你使用了多少个 pipe line ,前后两个 command 的 I/O 都是彼此连接的﹗(恭喜:你终于开窍了﹗ ^_^ )

不过… 然而… 但是… … stderr 呢?好问题﹗不过也容易理解:

* 若水管漏水怎么辦?

也就是说:在 pipe line 之间,前一个命令的 stderr 是不会接进下一命令的 stdin 的,其输出,若不用 2> 重定向到 file 去的话,它还是送到显示器上面来﹗ 这点请你在 pipe line 运用上务必要注意的。

那,或许你又会问:

* 有办法将 stderr 也喂进下一个命令的 stdin 去吗?

(贪得无厌的家伙﹗)

方法当然是有,而且你早已学过了﹗ ^_^

我提示一下就好:

* 请问你如何将 stderr 合併进 stdout 一同输出呢?

若你答不出来,下课之后再来问我吧… (如果你脸皮真够厚的话…)

或许,你仍意尤未尽﹗或许,你曾经碰到过下面的问题:

* 在 cm1 | cm2 | cm3 ... 这段 pipe line 中,若要将 cm2 的结果存到某一文件呢?

若你写成 cm1 | cm2 > file | cm3 的话,那你肯定会发现 cm3 的 stdin 是空的!(当然啦,你都将水管接到別的水池了!)
聪明的你或许会如此解決:

cm1 | cm2 > file ; cm3 < file

是的,你的确可以这样做,但最大的坏处是:这样一来,file I/O 会变双倍!

在 command 执行的整个过程中,file I/O 是最常见的最大效能殺手。凡是有经验的 shell 操作者,都会尽量避免或降低 file I/O 的频率。

那,上面问题还有更好方法吗?有的,那就是 tee 命令了。

 
* 所谓 tee 命令是在不影响原本 I/O 的情況下,将 stdout 复制一份到文件去。

因此,上面的命令行可以如此打:

cm1 | cm2 | tee file | cm3

在预设上,tee 会改写目标文件,若你要改为增加內容的话,那可用 -a 参数达成。

基本上,pipe line 的应用在 shell 操作上是非常广泛的,尤其是在 text filtering 方面,凡举 cat, more, head, tail, wc, expand, tr, grep, sed, awk, … 等等文字处理工具,搭配起 pipe line 来使用,你会惊觉 command line 原来是活得如此精彩的!

常让人有”众里寻他千百度,暮然回首,那人却在灯火阑珊处!”之感… ^_^

….

好了,关于 I/O Redirection 的介绍就到此告一段落。

若日后有空的话,再为大家介绍其它在 shell 上好玩的东西﹗bye… ^_^

转载请注明:知识蚂蚁 » shell十三问?(简体中文版)第11问:> 与 < 差在哪?

我来说说

(便于我们更好的交流)

有不明白的地方欢迎留言哦~
取消