I/O 重定向

Chapter 16. I/O 重定向

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. 94 95 96 97 | 98 # 管道. 99 # 通用目的的处理和命令链工具. 100 # 与">"很相似 , 但是实际上更通用. 101 # 对于想将命令, 脚本, 文件和程序串连起来的时候很有用. 102 cat *.txt | sort | uniq > result-file 103 # 对所有的.txt文件的输出进行排序, 并且删除重复行, 104 # 最后将结果保存到"result-file"中 .

可以将输入输出重定向和(或)管道的多个实例结合到一起写在一行上.

1 command < input-file > output-file 2 3 command1 | command2 | command3 > output-file

参见 Example 12-28 和 Example A-15 .

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.

如果想了解关于I/O重定向更多的细节参见 附录 E .

16.1. 使用exec

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.

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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

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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.

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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

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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

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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.

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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.