如果你熟悉基本的 Linux 命令，還應(yīng)該學(xué)習(xí)輸入輸出重定向的概念。

我們都知道 Linux 命令的功能，它接受一個輸入，然后給你一個輸出。在這里起作用的包含一些重要的角色，我們今天就來介紹一下這些角色。

stdin, stdout 和 stderr

當(dāng)你運行 Linux 命令時，有三個數(shù)據(jù)流在其中起作用：

• stdin：（Standard input，標準輸入）是輸入數(shù)據(jù)的源。默認情況下，stdin 是從鍵盤輸入的任何文本，它的流 ID（stream ID） 為 0；
• stdout：（Standard output，標準輸出）是命令的輸出結(jié)果。默認情況下，它會顯示在屏幕上，它的流 ID（stream ID） 為 1；
• stderr：（Standard error，標準錯誤）是命令產(chǎn)生的錯誤消息（如果有）。默認情況下，屏幕上也會顯示 stderr。它的流 ID（stream ID）是2。

這些流包含存儲在內(nèi)存緩沖區(qū)(buffer memory)中的純文本數(shù)據(jù)。

把它想象成一個水流，你需要水源，比如水龍頭，用管道連接到它，可以將其存儲在水桶（文件）中，也可以給植物澆水（打印）。如果需要，還可以將其連接到另外一個水龍頭上，也就是改變水的流向（重定向）。

Linux 中也有這種重定向的概念。你可以將 stdin, stdout 和 stderr 從其原本的目標，重定向到另一個文件或命令（甚至是打印機等外圍設(shè)備）。

接下來我們來介紹一下重定向是如何工作的，以及如何使用它。

輸出重定向

第一種也是最簡單的重定向形式是輸出重定向，也稱為標準輸出重定向。

默認情況下，命令的輸出是顯示在屏幕上。比如，我使用 ls 命令列出當(dāng)前目錄下的所有文件：

[gliu@fedora work]$ ls
appstxt  new.txt  static-ip.txt

通過輸出重定向，可以將輸出重定向到文件。如果此輸出文件不存在，那么 shell 將創(chuàng)建它。

command > file

比如，我們將上述 ls 命令的輸出保存到名為 output.txt 的文本文件中：

[gliu@fedora work]$ ls > output.txt

輸出文件是預(yù)先創(chuàng)建的

那么這個 output.txt 文件的內(nèi)容是什么呢？我們用 cat 命令來看一下：

[gliu@fedora work]$ cat output.txt
appstxt
new.txt
output.txt
static-ip.txt

有沒有注意到里面也包含 output.txt？將輸出重定向輸出到的文件（output.txt）是在運行預(yù)期命令之前創(chuàng)建的。為什么呢？因為它需要準備好輸出的目的地，輸出將被發(fā)送到該目的地。

追加而不是刪除

一個經(jīng)常被忽略的問題是，如果重定向到一個已經(jīng)存在的文件，shell 將首先刪除該文件。這意味著輸出文件的現(xiàn)有內(nèi)容將被刪除，并替換為命令的輸出。

如果不想刪除原有的內(nèi)容，而只是追加，那么可以使用 >> 重定向語法：

command >> file

你可以在當(dāng)前的 shell 會話中禁止刪除，使用 set -C

將輸出重定向到文件，可以將輸出的內(nèi)容保存起來以供將來參考；另外如果輸出的內(nèi)容太多，占用了大篇幅的屏幕時，將內(nèi)容保存到文件，就更方便查看和分析了，這就像收集日志文件一樣。

管道重定向

在介紹 stdin 重定向之前，我們先來了解一下管道重定向，這是更加常見的，我們會經(jīng)常使用管道重定向。

關(guān)于管道重定向，可以參閱我們先前的文章：Linux 中的管道是什么？管道重定向是如何工作的？

通過管道重定向，可以將命令的標準輸出發(fā)送到另一個命令的標準輸入。

command 1 | command 2

我們來舉個例子，如果我們要查看當(dāng)前目錄中文件的數(shù)量，可以使用 ls -1（注意是數(shù)字1，不是字母L）來顯示當(dāng)前目錄中的文件：

[gliu@fedora work]$ ls -1
appstxt
new.txt
output.txt
static-ip.txt

我們知道 wc 命令用于計算文件中的行數(shù)，所以我們可以結(jié)合這個命令，如下：

[gliu@fedora work]$ ls -1 | wc -l
4

使用管道，兩個命令共享相同的內(nèi)存緩沖區(qū)，第一個命令的輸出存儲在緩沖區(qū)中，然后該緩沖區(qū)將用作下一個命令的輸入。

你將看到管道中最后一個命令的結(jié)果。這一點很明顯，因為先前命令的 stdout 被重定向到下一個命令，而不是打印在屏幕上。

管道重定向或管道不限于僅連接兩個命令，你也可以連接多個命令，只要一個命令的輸出可用作下一個命令輸入。

command_1 | command_2 | command_3 | command_4

請注意，stdout/stdin是一塊數(shù)據(jù)，而不是文件名

一些新的Linux用戶在使用重定向時會感到困惑，如果命令返回一組文件名作為輸出，則不能將這些文件名用作參數(shù)。

比如，使用 find 命令查找擴展名為 .txt 的文件，無法通過管道將查找到的這些文件移動到新的目錄，不能這樣操作：

find . -type f -name "*.txt" | mv destination_directory

這就是為什么我們經(jīng)常會看到 find 命令與 exec 或 xargs 命令組合使用的原因。這些命令可以將大量的文本“文件名”轉(zhuǎn)換為文件名，且可作為參數(shù)傳遞。

find . -type f -name "*.txt" | xargs -t -I{} mv {} ../new_dir

關(guān)于find 與 exec 或 xargs 命令組合使用的相關(guān)內(nèi)容，可參考我們先前的文章：

find 與 exec 命令的結(jié)合，是一個功能強大的搜索工具

如何在Linux中使用xargs命令

輸入重定向

使用 stdin 重定向可以將文本文件的內(nèi)容傳遞給終端命令：

command < file

但是這種并不常用，因為大多數(shù) Linux 命令都可以接受文件名作為參數(shù)，因此通常不需要 stdin 重定向。比如：

head < filename.txt

上面的命令可以直接寫為：head filename.ext（也就是不用重定向符號 <）。

也不是說 stdin 重定向完全沒有用，有些命令是依賴于它的。以 tr 命令為例，這個命令可以做很多事情，但在下面的例子中，它將輸入文本從小寫轉(zhuǎn)為大寫：

tr a-z A-Z < filename.txt

事實上，建議在管道上使用標準輸入重定向，以避免不必要地使用 cat 命令。

比如上面的例子，很多人就習(xí)慣使用 cat，然而這里并沒有必要使用cat：

cat filename.txt | tr a-z A-Z

合并重定向

你可以根據(jù)需要組合使用 stdin，stdout 和管道重定向。

比如，下面的命令列出當(dāng)前目錄下所有的 txt 文件，然后統(tǒng)計一下文件的總數(shù)，并將這個結(jié)果保存到一個新文件中：

ls *.txt | wc -l > count.txt

錯誤重定向

有時候，當(dāng)你運行一些命令或腳本時，會在屏幕上看到一條錯誤信息：

[gliu@fedora work]$ ls -l ffffff > output.txt
ls: cannot access 'ffffff': No such file or directory

在本文的開頭，我們提到過有三種數(shù)據(jù)流，stderr 是其中之一，它默認將輸出顯示在屏幕上。

你也可以重定向 stderr。由于它是一個輸出數(shù)據(jù)流，因此可以使用與標準輸出重定向相同的 > 或 >> 重定向符號。

但是，當(dāng) stdout 和 stderr 都作為輸出數(shù)據(jù)流時，如何區(qū)分它們呢？通過它們的流 ID（stream ID，也稱為文件描述符）。

默認情況下，當(dāng)你使用輸出重定向符號 > 時，它實際上是 1 >。換句話說，ID 為 1 的數(shù)據(jù)流是在這里輸出。

所以當(dāng)你要重定向 stderr 時，可以使用它的ID，比如 2> 或者 2>>。這表示輸出重定向用于數(shù)據(jù)流 stderr（ID為2）。

stderr 重定向示例

我們來舉幾個例子。假如我們只想要保存錯誤信息，那么可以這樣：

[gliu@fedora work]$ ls fffff 2> error.txt
[gliu@fedora work]$ cat error.txt
ls: cannot access 'fffff': No such file or directory

這個很簡單。我們再來個稍微復(fù)雜一點的（并且很有用的）：

[gliu@fedora work]$ ls -l new.txt ffff > output.txt 2> error.txt
[gliu@fedora work]$ cat output.txt
-rw-rw-r-- 1 gliu gliu 0 May  5 10:25 new.txt
[gliu@fedora work]$ cat error.txt
ls: cannot access 'ffff': No such file or directory

在上面的例子中，ls 命令嘗試顯示兩個文件的信息。其中一個文件能成功，另一個會出錯。所以我在這里做的是將 stdout 輸出重定向到 output.txt 文件中，將 stderr 重定向到 error.txt 中（使用 2>）。

此外，我們還可以將 stdout 和 stderr 重定向到同一個文件，是有辦法做到這一點的。

在下面的例子中，我使用追加模式（append mode）將 stderr 重定向到文件 combined.txt 中（使用 2>>）；然后，同樣使用追加模式將標準輸出 stdout 重定向到同一個文件 combined.txt 中（使用 >>）：

[gliu@fedora work]$ ls -l new.txt fff 2>> combined.txt >> combined.txt
[gliu@fedora work]$ cat combined.txt
ls: cannot access 'fff': No such file or directory
-rw-rw-r-- 1 gliu gliu 0 May  5 10:25 new.txt

另一種方法，也是首選的方法，是使用類似于 2>&1 的東西，可以大致的翻譯為“將 stderr 重定向到與 stdout 相同的地址中”。

我們以前面的示例為例，這次使用 2>&1 將 stdout 和 stderr 重定向到同一個文件：

[gliu@fedora work]$ ls -l new.txt fff > output.txt 2>&1
[gliu@fedora work]$ cat output.txt
ls: cannot access 'fff': No such file or directory
-rw-rw-r-- 1 gliu gliu 0 May  5 10:25 new.txt

在這里需要注意的一點是，不能想當(dāng)然的以為 2>>&1 為追加模式，因為 2>&1 本身就是追加模式。

此外，你也可以先使用 2>，然后使用 1>&2 將 stdout 重定向到與 stderr 相同的文件上。基本上，>& 是將一個輸出數(shù)據(jù)流重定向到另一個上。

我們來總結(jié)一下

1）有三種數(shù)據(jù)流，其中一個是輸入數(shù)據(jù)流 stdin（0），兩個輸出數(shù)據(jù)流為 stdout（1） 和 stderr（2）；

2）鍵盤輸入是默認的標準輸入設(shè)備，屏幕是默認的輸出設(shè)備；

3）輸出重定向使用 > 或者 >>（用于追加模式）；

4）輸入重定向使用 <；

5）stderr 可以使用 2> 或者 2>>；

6）stderr 和 stdout 可以組合為：2>&1。

至此我們了解了關(guān)于重定向的相關(guān)知識，那么為了更加深入的學(xué)習(xí)，還可以了解一下 tee 命令，該命令可以將數(shù)據(jù)顯示到標準輸出中，同時保存到文件中。我們稍后會分享這個命令的用法。

以上就是本次分享全部內(nèi)容，歡迎討論。