实验理解Linux SHELL 输入输出重定向

Posted 2020-08-30

       在shell脚本中发现>/dev/null 2>&1这样的语句，以前没有去深入地理解这个命令的作用，这个命令和 2>&1 >/dev/null有什么区别？通过实验理解这两个命令及shell输入输出重定向的重点。

shell重定向介绍

      我们一般在使用shell命令的时候，多是通过键盘输入，在屏幕上查看命令的执行结果（包括正常输出与错误输出）。如果某些情况下，我们需要将shell命令的执行结果存储到文件中，那么我们就需要使用输入输出的重定向。

文件描述符

       当执行shell命令时，会默认打开3个文件，每个文件有对应的文件描述符来方便我们使用：

类型	文件描述符	默认情况	对应文件句柄位置
标准输入（standard input）	0	从键盘获得输入	/proc/slef/fd/0
标准输出（standard output）	1	输出到屏幕（即控制台）	/proc/slef/fd/1
错误输出（error output）	2	输出到屏幕（即控制台）	/proc/slef/fd/2

所以我们平时在执行shell命令中，都默认是从键盘获得输入，结果输出到控制台上。但是我们可以通过更改文件描述符默认的指向，从而实现输入输出的重定向。

输出重定向

输出重定向的使用方式很简单，基本的一些命令如下：

命令                                                 介绍

command >filename             把标准输出重定向到新文件中

command 1>filename           同上

command >>filename          把标准输出追加到文件中

command 1>>filename        同上

command 2>filename           把标准错误重定向到新文件中

command 2>>filename        把标准错误追加到新文件中

我们使用>或者>>对输出进行重定向。符号的左边表示文件描述符，如果没有的话表示1，也就是标准输出，符号的右边可以是一个文件，也可以是一个输出设备。当使用>时，会判断右边的文件存不存在，如果存在的话就先删除，然后创建一个新的文件，不存在的话则直接创建。但是当使用>>进行追加时，则不会删除原来已经存在的文件。

我们看一下以下的例子：我们创建一个测试目录，目录下面仅有一个a.txt文件。

[[email protected] test]# touch a.txt
[[email protected] test]# ls a.txt b.txt
ls: cannot access b.txt: No such file or directory
a.txt
[[email protected] test]#

ls后，标准输出（a.txt）及错误输出（ls: cannot access b.txt: No such file or directory）均输出到屏幕。

[[email protected] test]# ls a.txt b.txt 1>out.txt 

ls: cannot access b.txt: No such file or directory

[[email protected] test]# cat out.txt 

a.txt

[[email protected] test]# ls a.txt b.txt 1>>out.txt 

ls: cannot access b.txt: No such file or directory

[[email protected] test]# cat out.txt 

a.txt

a.txt

在上述命令中，我们将原来的标准输出重定向到了out文件中，所以控制台只剩下了错误提示。并且当执行了追加操作时，out文件的内容非但没有被清空，反而又多了一条a.txt。

以将错误输出重定向到文件中

[[email protected] test]# ls a.txt b.txt 2>err.txt 

a.txt

[[email protected] test]# cat err.txt 

ls: cannot access b.txt: No such file or directory

[[email protected] test]# ls a.txt b.txt >out.txt 2>err.txt 

[[email protected] test]# cat out.txt 

a.txt

[[email protected] test]# cat err.txt 

ls: cannot access b.txt: No such file or directory

[[email protected] test]# 

到这里，可能会发现>out 2>err和我们在一开头提到的>/dev/null 2>&1已经很像了。

输入重定向

在理解了输出重定向之后，理解输入重定向就会容易得多。对输入重定向的基本命令如下：

命令                                      介绍

command   <filename     以filename文件作为标准输入

command  0<filename    同上

command  <<delimiter   从标准输入中读入，直到遇到delimiter分隔符

我们使用<对输入做重定向，如果符号左边没有写值，那么默认就是0（从控制台输入）。

# cat

123

123

test

test

^C

我们可以将利用输入重定向，将我们在键盘上敲入的字符写入到文件中。我们需要使用ctrl+c来结束输入.

[[email protected] test]# cat >out.txt 

123

test

ddd

^C

[[email protected] test]# cat out.txt 

123

test

ddd

[[email protected] test]# 

那么利用输入重定向直接让cat读取一个文件（文件内容见cat输出））：

[[email protected] test]# vim input.txt

[[email protected] test]# cat input.txt 

aaa

aaa

111

222

[[email protected] test]# cat >out.txt <input.txt 

[[email protected] test]# cat out.txt 

aaa

aaa

111

222

[[email protected] test]# 

从input输入，out文件里面的内容被替换成了input文件里的内容。那么<<又是什么作用呢？我们再看：

[[email protected] test]# cat >out.txt <<end

> 123

> 456

> jjj

> fff

> end

[[email protected] test]# 

当输入完cat >out <<end，然后敲下回车之后，命令并没有结束，此时cat命令像等待你给它输入数据，当敲入end之后，cat命令就结束了。end之前输入的字符都已经被写入到了out文件中。这就是输入分割符的作用。

重定向绑定

有了以上知识的基础上，我们再来看开头提到的>/dev/null 2>&1。这条命令其实分为两命令，一个是>/dev/null，另一个是2>&1。

1. >/dev/null

这条命令的作用是将标准输出1重定向到/dev/null中。/dev/null代表linux的空设备文件，所有往这个文件里面写入的内容都会丢失，俗称“黑洞”。那么执行了>/dev/null之后，标准输出就会不再存在，没有任何地方能够找到输出的内容。

2. 2>&1

这条命令用到了重定向绑定，采用&可以将两个输出绑定在一起。这条命令的作用是错误输出将和标准输出同用一个文件描述符，就是错误输出和标准输出输出到同一个文件。

linux在执行shell命令之前，就会确定好所有的输入输出位置，并且从左到右依次执行重定向的命令，所以>/dev/null 2>&1的作用就是让标准输出重定向到/dev/null中（丢弃标准输出），然后错误输出由于重用了标准输出的描述符，所以错误输出也被定向到了/dev/null中，错误输出同样也被丢弃了。执行了这条命令之后，该条shell命令将不会输出任何信息到控制台，也不会有任何信息输出到文件中。

>/dev/null 2>&1      VS    2>&1 >/dev/null

这两条命令貌似是等同的，但其实不同。linux在执行shell命令之前，就会确定好所有的输入输出位置，并且从左到右依次执行重定向的命令。那么我们同样从左到右地分两步来分析：

2>&1>/dev/null：

• 2>&1，将错误输出绑定到标准输出上。由于此时的标准输出是默认值，也就是输出到屏幕，所以错误输出会输出到屏幕。
  

• >/dev/null，将标准输出1重定向到/dev/null中。

命令                                标准输出              错误输出

>/dev/null 2>&1               丢弃                    丢弃

2>&1 >/dev/null               丢弃                    屏幕

>/dev/null 2>&1      VS       >/dev/null 2>/dev/null

那么为什么要用重定向绑定，而不是像>/dev/null 2>/dev/null这样子重复一遍呢。

为了区分这两者的不同，尝试将标准输出和错误输出都定向到out文件中：

[[email protected] test]# ls a.txt b.txt >out.txt 2>out.txt 

[[email protected] test]# cat out.txt 

a.txt

nnot access b.txt: No such file or directory                  ///出现输出的覆盖或乱码

[[email protected] test]# 

出现输出的覆盖或乱码！   因为采用这种写法，标准输出和错误输出会抢占往out文件的管道，所以可能会导致输出内容的时候出现缺失、覆盖等情况。现在是出现了覆盖，有时候也有可能出现只有error信息或者只有正常信息的情况。不管怎么说，采用这种写法，最后的情况是无法预估的。

而且，由于out文件被打开了两次，两个文件描述符会抢占性的往文件中输出内容，所以整体IO效率不如>/dev/null 2>&1来得高。

总结

     以上主介绍了linux重定向的原理以及一些基本命令，通过实验来理解shell输入输出的一些要点。

本文出自 “wei_y_y的空间” 博客，谢绝转载！