【linux】Linux重定向

在Linux操作系统中，命令行界面是一个强大的工具，它允许用户与系统进行高效的交互。重定向是命令行中一个非常重要的概念，它可以改变命令输入和输出的默认路径。通过重定向，用户可以将数据从一个程序传递到另一个程序，或者保存到文件中，这使得数据处理变得更加灵活和高效。

重定向是一种改变命令输入输出流的机制。默认情况下，大多数命令从标准输入（stdin，通常是键盘）读取数据，将结果输出到标准输出（stdout，通常是屏幕），并将错误消息输出到标准错误（stderr，也通常是屏幕）。重定向允许我们改变这些数据流的方向，从而可以将数据从一个文件或设备转移到另一个文件或设备。

重定向操作符允许我们改变这些通道的方向。例如，我们可以使用>操作符将命令的输出保存到一个文件中，而不是打印到屏幕上。

标准输入输出流

在深入了解重定向之前，我们需要先理解标准输入、输出和错误这三个概念。每当我们执行一个命令时，它通常会从标准输入（stdin）读取数据，将结果输出到标准输出（stdout），并将错误信息输出到标准错误（stderr）。这三个通道默认情况下都是连接到我们的终端，即我们的屏幕和键盘。

每一个进程的fd目录下都会有0、1、2这三个文件描述符：

• 0：标准输入流
• 1：标准输出流
• 2：标准错误流

$ ll /proc/$$/fd
total 0
dr-x------ 2 vagrant vagrant  0 Dec 25 01:46 ./
dr-xr-xr-x 9 vagrant vagrant  0 Dec 25 01:46 ../
lrwx------ 1 vagrant vagrant 64 Dec 25 01:46 0 -> /dev/pts/0
lrwx------ 1 vagrant vagrant 64 Dec 25 01:46 1 -> /dev/pts/0
lrwx------ 1 vagrant vagrant 64 Dec 25 01:46 2 -> /dev/pts/0

$$变量用于获取当前进场的PID。

标准输入输出流的重定向

标准输出重定向（stdout）

>符号用于将命令的输出重定向到一个文件，如果文件已存在，则会被覆盖。

$ echo "Hello, World!" > output.txt

$ echo "Hello, World!" 1> output.txt

$ cat output.txt
Hello, World!

命令中的1是一个文件描述符，表示标准输出流，<左边默认文件描述符的值就是1，所以可以省略。

>>符号用于将命令的输出追加到一个文件的末尾，而不是覆盖它。

$ echo "Hello, World!" 1>> output.txt

$ echo "Hello, World!" >> output.txt

$ cat output.txt
Hello, World!
Hello, World!
Hello, World!

在使用重定向时，可能会遇到各种问题。例如，不小心使用>而不是>>可能会导致原有文件内容的丢失。为了避免这种情况，我们应该在执行命令前仔细检查所使用的重定向操作符。此外，学习如何使用Shell脚本中的条件语句来检查文件是否存在，也可以帮助我们避免数据覆盖的问题。

标准错误重定向（stderr）

2>符号用于将错误信息重定向到一个文件，如果文件已存在，则会被覆盖。

$ ls not_existing_file 2> error.txt

$ cat error.txt
ls: cannot access 'not_existing_file': No such file or directory

命令中的2是一个文件描述符，表示标准错误流。

2>>符号用于将错误信息追加到一个文件的末尾。

$ ls not_existing_file 2>> error.txt

$ cat error.txt
ls: cannot access 'not_existing_file': No such file or directory
ls: cannot access 'not_existing_file': No such file or directory

标准输入重定向（stdin）

<符号用于将文件的内容作为命令的输入。

$ read a < output.txt

$ echo $a
Hello, World!

read指令读到换行符\n就会停止，所以read a < output.txt会将output.txt文件的第一行读取到并赋值给变量a。

重定向的组合使用

stdin和stdout的组合使用

将cat的标准输入重定向为test.txt, 将其标准输出重定向为cat.out。

$ cat 0< output.txt 1> cat.out

$ cat cat.out
Hello, World!
Hello, World!
Hello, World!

这样完成了将output.txt复制为cat.out文件，相当于cp命令。

stdout和stderr重定向到不同文件

stdout重定向到文件stdout.out，stderr不重定向，默认还是会显示在shell屏幕上：

$ ls ./ no_exist_file 1> stdout.out
ls: cannot access 'no_exist_file': No such file or directory

stdout重定向到文件stdout.out，stderr重定向到文件stderr.out：

$ ls ./ no_exist_file 1> stdout.out 2> stderr.out

$ cat stdout.out
./:
cat.out
error.txt
ooxx.txt
output.txt
stderr.out
stdout.out

$ cat stderr.out
ls: cannot access 'no_exist_file': No such file or directory

stdint和stdout重定向到相同文件

可以同时重定向stdout和stderr到同一个文件。

&>用于同时将标准输出和标准错误重定向到同一个文件。

$ ls ./ no_exist_file &> output.txt

$ cat output.txt
ls: cannot access 'no_exist_file': No such file or directory
./:
cat.out
error.txt
ooxx.txt
output.txt
stderr.out
stdout.out

或者使用更具体的描述符组合：

$ ls ./ no_exist_file 1> output.txt 2>&1

$ ls ./ no_exist_file 2> output.txt 1>&2

注意1>s.out和2>&1的顺序不能反过来，另外1前面要加&，否则会以为1是一个普通的文件，而不是文件描述符。

1>s.out和2>&1的顺序伪代码解释：

// 伪代码
// 初始
fd1 = stdout
fd2 = stderr

// 1> output.txt 2>&1
fd1 = output.txt
fd2 = fd1 // fd2指向output.txt

// 2>&1 1> output.txt
fd2 = fd1 // fd2指向stdout
fd1 = output.txt

特殊的重定向情况

丢弃输出

有时候，我们可能不想要命令的输出，这时可以将输出重定向到特殊的文件/dev/null，这会丢弃所有重定向到它的数据。

$ command > /dev/null 2>&1

创建空文件

使用重定向也可以快速地创建空文件：

$ touch newfile.txt  # 常规方法
$ > newfile.txt      # 通过重定向创建空文件

Here文档（Here Documents）

Here文档是一种特殊的重定向方式，它允许你将多行输入直接在命令行中指定，而不是来自文件或键盘输入。

$ cat << EOF > output.txt
> first
> second
> EOF

$ cat output.txt
first
second

Here字符串（Here Strings）

Here字符串是Here文档的简化版，它允许你将单行输入重定向到命令。

$ cat <<< "This is a single line"

重定向是Linux中一个非常强大的特性，它让用户能够灵活地控制命令的输入和输出。通过熟练使用重定向，可以在脚本编写和日常任务中实现更加复杂和高效的数据处理。