Linux——标准I/O以及管道

Posted 2020-10-20

标准I/O以及管道

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目录

一、什么是I/O

二、什么是管道

三、三种I/O设备

四、把I/O输出错误重定向入文件

五、tr

六、从文件中导入STDIN

七、使用管道链接命令

八、tee

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一、什么是I/O

    I/O（input/output），即输入/输出端口。

    每个设备都会有一个专用的I/O地址，用来处理自己的输入输出信息。CPU与外部设备、存储器的连接和数据交换都需要通过接口设备来实现，前者被称为I/O接口，而后者则被称为存储器        接口。存储器通常在CPU的同步控制下工作，接口电路比较简单；而I/O设备品种繁多，其相应的接口电路也各不相同，因此，习惯上说到接口只是指I/O接口。

二、什么是管道

    管道是Linux支持的最初UnixIPC形式之一，管道和有名管道是最早的进程间通信机制之一，管道可用于具有亲缘关系进程间的通信，有名管道克服了管道没有名字的限制，因此，除具有        管道所具有的功能外，它还允许无亲缘关系进程间的通信。

    具有以下特点：管道是半双工的，数据只能向一个方向流动；需要双方通信时，需要建立起两个管道；只能用于父子进程或者兄弟进程之间（具有亲缘关系的进程）；单独构成一种独立        的文件系统：管道对于管道两端的进程而言，就是一个文件，但它不是普通的文件，它不属于某种文件系统，而是自立门户，单独构成一种文件系统，并且只存在与内存中。数据的读出        和写入：一个进程向管道中写的内容被管道另一端的进程读出。写入的内容每次都添加在管道缓冲区的末尾，并且每次都是从缓冲区的头部读出数据。

三、三种I/O设备

    1、标准输入（STDIN）－0

        输入设备：键盘、鼠标、麦克风、摄像头、扫描仪

    2、标准输出（STDOUT）－1默认输出到终端窗口

        输出设备：显示器、打印机、音响、耳机

    3、标准错误（STDERR）－2默认输出到终端窗口

四、把I/O输出错误重定向入文件

    1、STDOUT和STDERR可以被重定向到文件：

        command  操作符号  file

    2、支持的操作符号包括：
        >    把STDOUT重定向到文件
        2>   把STDERR重定向到文件
        &>  把所有输出重定向到文件
    3、> 文件内容会被覆盖
        set -C: 禁止将内容覆盖已有文件,但可追加
        >| file：强制覆盖
        set +C: 允许覆盖

    4、>> 原有内容基础上，追加内容

    5、2>: 覆盖重定向错误输出数据流
    6、2>>: 追加重定向错误输出数据流
   7、 标准输出和错误输出各自定向至不同位置
        COMMAND > /path/to/file.out2> /path/to/error.out
    8、合并标准输出和错误输出为同一个数据流进行重定向
        &>覆盖重定向
        &>> 追加重定向
        COMMAND > /path/to/file.out2>&1 （顺序很重要）
        COMMAND >> /path/to/file.out2>&1
    9、()：合并多个程序的STDOUT
        (cal2007;cal2008)> all.txt

五、tr

    1、tr转换和删除字符
    2、tr[OPTION]... SET1 [SET2]
    3、选项：
        -c–C --complement：取字符集的补集
        -d--delete：删除所有属于第一字符集的字符
        -s--squeeze-repeats：把连续重复的字符以单独一个字符表示
        -t--truncate-set1：将第一个字符集对应字符转化为第二字符集对应的字符
    4、通配符

        [:alnum:]：字母和数字

        [:alpha:]：字母

        [:cntrl:]：控制（非打印）字符

        [:digit:]：数字

        [:graph:]：图形字符

        [:lower:]：小写字母

        [:print:]：可打印字符

        [:punct:]：标点符号

        [:space:]：空白字符

        [:upper:]：大写字母

        [:xdigit:]：十六进制字符

六、从文件中STDIN

    1、使用<来重定向标准输入
    2、某些命令能够接受从文件中导入的STDIN
        tr‘a-z’‘A-Z’</etc/issue
        该命令会把/etc/issue中的小写字符都转换成写写字符
    3、 tr–d abc< /etc/fstab删除fstab文件中的所有abc中任意字符
    4、cat > file
        mage
        wangxiaochun
        按ctrl+d离开，可以使用文件来代替键盘的输入   

    5、cat > filea< fileb

六、使用管道链接命令

    1、管道（使用符号“|”表示）用来连接命令
        命令1 | 命令2 | 命令3 | …
            将命令1的STDOUT发送给命令2的STDIN，命令2的STDOUT发送到命令3的STDIN
            STDERR默认不能通过管道转发，可利用2>&1 或|& 实现
            最后一个命令会在当前shell进程的子shell进程中执行用来
            组合多种工具的功能
            ls | tr 'a-z' 'A-Z'

    2、less ：一页一页地查看输入
        ls-l/etc|less

    3、mail：通过电子邮件发送输入
        echo"testemail"|mail-s "test"[email protected]

    4、lpr：把输入发送给打印机
        echo"testprint"|lpr-Pprinter_name

    5、- 符号

        示例:
            将/home 里面的文件打包，但打包的数据不是记录到文件，而是传送到stdout，经过管道后，将tar -cvf-/home 传送给后面的tar -xvf-, 后面的这个-则是取前一个命令的stdout，因             此，就不需要使用临时file了

                tar -cvf-/home | tar -xvf-

七、重定向到多个目标（tee）

    1、命令1 | tee[-a ] 文件名| 命令2
        把命令1的STDOUT保存在文件中，做为命令2的输入
        -a 追加

    2、使用：
        保存不同阶段的输出
        复杂管道的故障排除
        同时查看和记录输出