linux简单理解输入输出重定向

linux重定向可以分为输出重定向和输入重定向。在系统中除了标准输入、标准输出、错误输出以外，其他的重定向，都需要指定文件描述符id，也可以称为句柄。

在linux中，可以通过查看/proc/进程pid号/fd/下的文件来查看该进程有多少个fd，比如：

bash 复制代码

# ls -l /proc/$$/fd/
total 0
lrwx------. 1 root root 64 Jun  3 22:22 0 -> /dev/pts/0
lrwx------. 1 root root 64 Jun  3 22:22 1 -> /dev/pts/0
lrwx------. 1 root root 64 Jun  3 22:22 2 -> /dev/pts/0
#

上述命令中$$表示该进程本身的pid，而该fd文件下，可以看到有0、1、2 三个文件，都指向/dev/pts/0，这是一个字符设备文件，表示当前的终端。

输出重定向原理

对于系统而言，任何一个程序都有2个输出，分别是：

文件描述符为1的标准输出
文件描述符为2的错误输出

所以，当执行一个命令输出重定向的时候，比如：

bash 复制代码

command >> filename

上述命令是将command命令执行的标准输出结果重定向到filename文件中，你可以理解为在执行该命令的时候，其进程标准输出文件描述符1由默认的/dev/pts/0指向了filename文件，为此可以来写一个程序来试试。

程序如下：

bash 复制代码

#!/bin/bash

echo "pid: $$" >&2

while true
do
        echo 123
        sleep 3
done

这个程序非常简单，首先现输出该脚本的pid到错误输出上，即文件描述符为2，而后定一个无限循环，每隔3秒输出123。

在执行的时候，将该文件输出重定向到filename中。

bash 复制代码

# bash test.sh >> filename
pid: 42699

程序执行会卡主，这是正常的，这是因为有无限循环，每隔3秒会输出123字符串至标准输出上。

而后打开一个新的终端，查看42699的fd文件信息。

bash 复制代码

# ls -l /proc/42699/fd/
total 0
lrwx------. 1 root root 64 Jun  3 23:41 0 -> /dev/pts/0
l-wx------. 1 root root 64 Jun  3 23:41 1 -> /root/fd/filename
lrwx------. 1 root root 64 Jun  3 23:41 2 -> /dev/pts/0
lr-x------. 1 root root 64 Jun  3 23:41 255 -> /root/fd/test.sh
#

通过上面执行的结果可以发现，其标准输出，文件描述符为1已经指向一个文件：/root/fd/filename，而非终端字符设备。所以说，在上面案例中，重定向后，实际上是将句柄给改写到文件中，所以屏幕没有输出任何数据。基于此，标准输入和错误输出的原理也是这样的。

输出重定向

输出重定向一般格式为：[n]>[|]filename，其中n是文件描述符，>|表示覆盖保护绕过机制，不过一般不用，即常用的写法为：[n]>filename。

比如，将字符串abcdef的标准输出重定向到filename中：

bash 复制代码

echo "abcdef" 1> filename

默认情况下，1>可以缩略写为>，这也是常用的写法：

bash 复制代码

echo "abcde" > filename

将命令dasdsada的错误结果写入到文件filename中：

bash 复制代码

dasdsada 2> filename

因为没有这个命令，所以一定会报错-bash: dasdsada: command not found。

对于该重定向而言，它在执行前会清理掉原始内容，从而写入新的内容。

除此之外，还有追加重定向，其格式为[n]>>filename，其中n是文件描述符，>>表示追加，它不会清理掉原有内容。比如将abc追加到文件filename中。

bash 复制代码

echo 123 1>> filename

同样的，也可以将1>>缩略写为>>。

将命令aaa的错误结果追加写入到文件filename中：

bash 复制代码

aaa 2>> filename

输入重定向

在linux系统中，任何一个程序的标准输入文件描述符id为0，而输入重定向一般格式为[n]<filename，其中n表示文件描述符。

所以，如下命令：

bash 复制代码

cat 0< filename

它的意思是将filename文件的内容作为标准输入提供给cat调用，结果是打印了filename的内容，上述命令中的0<可以缩略写为<。

不仅如此，还能在循环中，搭配read，将文件的信息按行读取。

比如有以下文件内容：

bash 复制代码

# cat filename
aa
bb
cc
dd
#

有脚本内容如下：

bash 复制代码

#!/bin/bash

while read ll
do
        echo read_at: ${ll}
done 0< filename

上述脚本表示将filename文件作为输入源，供while调用，按照的方式是read命令按行调用，将行内容赋值到ll变量上，这个变量名称可以自定义。

其结果为：

bash 复制代码

# bash test.sh
read_at: aa
read_at: bb
read_at: cc
read_at: dd
#

输入重定向还有一种表达方式是here-documents。表示多行定义输入，其语法为：

bash 复制代码

command [n]<<word
here doc
word

其中n表示文件操作符，如果省略，则使用默认的文件操作符0，而后是关键字<<，word是自定义的结束符，让后续读取到word后停止读取。

比如：

bash 复制代码

cat <<END
123
456
789
END

输出的结果为

bash 复制代码

123
456
789

上述命令中的END是可以替换为任何字符串的，只要后续出现该字符串就会停止输入，注意这个字符，一定是要在单独的一行出现的，不能有其他字符，包括空格。

here-documents会进行命令替换，变量替换等，比如有如下命令：

bash 复制代码

# x=123
# cat <<END
${x}
$(pwd)
aa
bb
cc
END

输出的结果会先进行命令替换，变量替换等，比如将${x}替换为123，将$(pwd)替换为当前目录。如果不想其被替换，则需要添加单引号进行转义。

重定向的顺序

注意看，如下有2条命令：

bash 复制代码

ls -l > filename 2>&1

和

bash 复制代码

ls -l 2>&1 > filename

所执行的结果是完全不一样的，第一条命令是将标准输出和错误输出都写入到filename中，而第二条则是将错误输出输出到屏幕上，而将标准输出写入到文件中，如果不是很明白，可以尝试拆解一下命令：

首先，命令的前提是：标准输出和错误输出都在某个设备上，比如pty终端，假设设备为/dev/pts/0，所以文件描述符信息为：

1 -> /dev/pts/0
2 -> /dev/pts/0

然后第一条命令，ls -l > filename 其实是将文件描述符1给指向了文件filename，这个时候，文件描述符信息为：

1 -> filename
2 -> /dev/pts/0

这个时候再使用2>&1表示将错误消息也写入到文件描述符为1的文件中，即filename，所以最后的文件描述符为：

1 -> filename
2 -> filename

而第二条命令，一开始都是输出到某个设备上：

1 -> /dev/pts/0
2 -> /dev/pts/0

这个时候，它将错误输出指向2>&1，而文件描述符为1是/dev/pts/0，所以这第一步，就没动过，而第二部则是将标准输出指向filename，即：

1 -> filename
2 -> /dev/pts/0

所以第二条命令，错误输出输出到屏幕上，而将标准输出写入到文件中。

总结

要理解输入输出重定向，一定要理解文件的描述符！对于每个进程，都会产生3个默认的文件描述符，分别是标准输入、标准输出和错误输出，用文件描述符id：0、1、2 来表示。

其重定向就是修改这些文件描述符的指向，将他们指向到文件中即可。

对于输入重定向而言，有一种表达方式是here-documents，它可以和输出重定向结合，将终端中输入的文件写入到文件中，比如：

bash 复制代码

cat 1>> filename 0<<END
a
b
c
d
e
END

表示将终端输入的a、b... e字符提供给cat命令，而cat将内容重定向到文件filename中。可以发现上面有1>>表示将标准输出的内容重定向到某个文件，0<<表示将标准输入的内容重定向到某个文件，上述命令中的1>>可以缩写为>>，而0<<可以缩写为<<。