shell脚本体系知识(5)

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小云悠悠zZ 发表于 2023/01/19 17:08:21 2023/01/19
【摘要】 文件描述符,说白了就是系统为了跟踪打开的文件而分配给它的一个数字,这个数字和文件有对应关系:从文件描述符读取数据,即表示从对应的文件中读取数据,向文件描述符写数据,即表示向对应文件中写入数据。

基本重定向

软件设计认为,程序应该有一个数据来源、数据出口和报告错误的地方。在 Linux 系统中,每个程序默认都会打开三个文件描述符 (file descriptor,fd):

  • fd=0:标准输入,表示程序默认从哪里读取数据
  • fd=1:标准输出,表示程序默认将数据输出到哪里
  • fd=2:标准错误,表示程序默认将错误信息输出到哪里

文件描述符,说白了就是系统为了跟踪打开的文件而分配给它的一个数字,这个数字和文件有对应关系:从文件描述符读取数据,即表示从对应的文件中读取数据,向文件描述符写数据,即表示向对应文件中写入数据。

Linux 中万物皆文件,文件描述符也是文件。默认:

  • fd=0 的标准输入是 /dev/stdin 文件
  • fd=1 的标准输出是 /dev/stdout 文件
  • fd=2 的标准错误是 /dev/stderr 文件

这些文件默认又是各个终端的软链接文件:

image.png

所以,默认情况下读写数据都是终端,例如:

image.png

改变文件描述符对应的目标,可以改变数据的流向。比如标准输出 fd=1 默认流向是终端设备,若将其改为 /tmp/a.log,便能让数据写入 /tmp/a.log 文件中而不再是终端设备中。

在 Shell 中,这种改变文件描述符目标的行为称为重定向,即重新确定数据的流向。

其实,文件描述符有很多类操作,包括 fd 的重定向、fd 的分配 (open,即打开文件)、fd 复制 (duplicate)、fd 的移动 (move)、fd 的关闭 (close)。现在只介绍基础重定向操作。

Shell 中,基础重定向操作有以下几种方式:

  • [n]>file:覆盖式输出重定向,输出到 fd=n 的数据改变流向输出到 file 文件中,file 不存在则创建,file 存在则先清空再写入数据

省略 n 时 >file,等价于 1>file,即标准输出覆盖重定向到 file 文件中

  • [n]>>file:追加式输出重定向,输出到 fd=n 的数据改变流向输出到 file 文件的尾部,file 不存在则创建,file 存在则直接追加在文件尾部

省略 n 时 >>file,等价于 1>>file,即标准输出追加重定向到 file 文件中

  • [n]<file:输入重定向,以读取模式打开 file 文件并分配 fd=n,file 不存在则报错

省略 n 时 <file,等价于 0<file,即直接从 file 中读数据

通常程序都只从 fd=0 中读数据,所以当 n 不等于 0 时,需要多做一步操作 3<file <&3,看不懂先跳过
&>file:这是特殊的重定向方式,表示将标准错误和标准输出都重定向到 file 文件中,等价于 >file 2>&1
&>>file:这是特殊的重定向方式,表示将标准错误和标准输出都追加到 file 文件中,等价于 >>file 2>&1
另外,经常用于输出的一个特殊目标文件是 /dev/null,它是空设备,可以直接丢掉所有写入它的数据。

echo www.junmajinlong.com >/dev/null
curl -I www.junmajinlong.com 2>/dev/null >/tmp/a.log

cat </etc/fstab

一个经常用的技巧是清空文件的方式:

$ cat /dev/null >file
$ >file

区分 cat <file 和 cat file

cat 是一个命令,这个命令的源代码中写了一些代码用来处理选项和参数。

cat -n /etc/fstab

cat 命令开始执行后,会识别 -n 选项,该选项会让 cat 输出时同时输出行号,cat 同时还会识别 /etc/fstab 参数,cat 会读取参数指定的文件然后输出。

如果没有指定 cat 的文件参数,则 cat 默认会从标准输入中读取数据。默认的标准输入是终端,所以在没有改变标准输入的流向时,会从终端读取数据,也就是用户输入什么字符,就读取什么字符,然后输出什么字符:

$ cat
junmajinlong   # 在终端输入
junmajinlong   # 在终端输出
junma   # 在终端输入
junma   # 在终端输出
^C

但用户可以改变标准输入的来源。比如:

$ cat </etc/fstab

表示将标准输入来源改为 /etc/fstab 文件,于是 cat 会从 /etc/fstab 中读取数据。

另外,约定俗成的,会使用一个 - 来表示标准输入或标准输出。

下面是等价的,都表示从标准输入中读取数据

cat -
cat /dev/stdin
cat

注:这并非是一贯正确的,只是约定俗成的大多数程序的代码中都定义了 - 相关的代码处理。可参考相关命令的 man 手册。如 man cat 中有一行:

With no FILE, or when FILE is -, read standard input.
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