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Shell 中的重定向

Shell 中的重定向。这篇讲解会从最基础的概念讲起,逐步深入到高级用法和实战场景,让你彻底搞懂它。

核心概念:一切皆文件与标准流

在理解重定向之前,必须先理解 Linux/Unix 的一个核心哲学思想:“一切皆文件 (Everything is a file)”。这包括硬件设备、网络连接,当然也包括程序的输入和输出。

当一个命令在 Shell 中执行时,它会自动打开三个标准的数据流(可以看作是三个特殊的文件):

  1. 标准输入 (Standard Input, stdin)
    • 文件描述符 (File Descriptor): 0
    • 作用: 命令默认从这里读取数据。通常,它连接到你的键盘。
  2. 标准输出 (Standard Output, stdout)
    • 文件描述符: 1
    • 作用: 命令默认将正常的、成功执行的结果输出到这里。通常,它连接到你的终端屏幕。
  3. 标准错误 (Standard Error, stderr)
    • 文件描述符: 2
    • 作用: 命令默认将错误、警告或诊断信息输出到这里。通常,它也连接到你的终端屏幕。

重定向 (Redirection) 的本质,就是改变这三个标准流的默认目标或来源。它就像是给数据流接上了不同的“水管”,让数据不再流向默认的键盘或屏幕,而是流向文件、设备或其他命令。


一、标准输出重定向 (stdout)

这是最常用的重定向类型,用于控制命令的正常输出。

1. > (覆盖写入)
  • 语法: command > file
  • 说明: 将 command 的标准输出 (stdout) 重定向到 file
    • 如果 file 不存在,则创建它。
    • 如果 file 已存在,则其内容会被 清空并覆盖
  • 示例:
    # 将当前目录的文件列表写入到 file_list.txt,会覆盖旧内容
    ls -l > file_list.txt
    
2. >> (追加写入)
  • 语法: command >> file
  • 说明: 将 command 的标准输出 (stdout) 追加file 的末尾。
    • 如果 file 不存在,则创建它。
    • 如果 file 已存在,新内容会添加到文件末尾,原有内容保持不变。
  • 示例:
    # 将当前日期追加到 log.txt 文件中,用于记录日志
    date >> log.txt
    

二、标准错误重定向 (stderr)

有时我们只关心错误信息,或者希望将错误信息和正常输出分开处理。

1. 2> (覆盖写入)
  • 语法: command 2> error_file
  • 说明: 将 command 的标准错误 (stderr, 文件描述符为 2) 重定向到 error_file。同样,会覆盖文件原有内容。
  • 示例:
    # 尝试查找一个不存在的文件,错误信息会写入 find_error.log
    # 屏幕上将不会看到 "find: ‘non_existent_file’: No such file or directory"
    find / -name "non_existent_file" 2> find_error.log
    
2. 2>> (追加写入)
  • 语法: command 2>> error_file
  • 说明: 将 command 的标准错误 (stderr) 追加error_file 的末尾。
  • 示例:
    # 在一个循环中,将可能产生的错误都追加到同一个日志文件
    for i in {1..3}; do# some_command_that_might_fail 是一个可能会失败的命令some_command_that_might_fail 2>> error.log
    done
    

三、合并 stdout 和 stderr

这是一个非常常见的需求,比如在后台运行脚本时,我们希望把所有输出(无论正常还是错误)都记录到同一个日志文件中。

1. 传统方法: > file 2>&1
  • 语法: command > file 2>&1
  • 说明: 这是最经典也是兼容性最好的方法。必须按这个顺序写
    • > file:首先,将标准输出 (stdout, 描述符1) 重定向到 file
    • 2>&1:然后,将标准错误 (stderr, 描述符2) 重定向到标准输出 (stdout, 描述符1) 当前所在的位置。因为此时 stdout 已经指向了 file,所以 stderr 也跟着指向了 file
  • 示例:
    # 将 my_script.sh 的所有输出(正确和错误)都覆盖写入到 script.log
    ./my_script.sh > script.log 2>&1# 如果要追加,则使用 >>
    ./my_script.sh >> script.log 2>&1
    
2. 现代方法 (Bash/Zsh): &>
  • 语法: command &> file
  • 说明: 这是 Bash 提供的一种更简洁的写法,功能与 > file 2>&1 完全相同。
  • 示例:
    # 覆盖写入所有输出
    ./my_script.sh &> script.log# 追加写入所有输出,使用 &>>
    ./my_script.sh &>> script.log
    

四、标准输入重定向 (stdin)

用于改变命令的数据来源,让命令从文件而不是键盘读取内容。

1. <
  • 语法: command < file
  • 说明: 将 file 的内容作为 command 的标准输入 (stdin)。
  • 示例:
    # 创建一个 email.txt 文件
    echo "This is the body of the email." > email.txt# mail 命令会从 email.txt 读取邮件正文,而不是等待用户输入
    mail -s "Test Email" user@example.com < email.txt# wc -l 命令会统计 words.txt 文件中的行数
    wc -l < words.txt
    
    注意: wc -l < words.txtwc -l words.txt 的输出略有不同。前者只输出行数,后者会输出行数和文件名。

五、高级重定向

1. Here Document (<<)
  • 语法:
    command << DELIMITER
    line 1
    line 2
    ...
    DELIMITER
    
  • 说明: 这是一种非常有用的输入重定向,允许你将多行文本直接作为命令的输入,而无需创建临时文件。DELIMITER 是一个自定义的分隔符(通常用 EOF),当 Shell 读到单独一行的 DELIMITER 时,输入结束。
  • 示例:
    # 使用 cat 创建一个多行文件
    cat << EOF > my_config.conf
    # This is a config file
    user = admin
    port = 8080
    EOF# 自动执行需要交互的 FTP 命令
    ftp -n ftp.example.com << EOF
    quote USER myuser
    quote PASS mypassword
    binary
    get remote_file.zip
    quit
    EOF
    
2. Here String (<<<)
  • 语法: command <<< "string"
  • 说明: 这是 Here Document 的简化版,用于将一个单行字符串作为命令的标准输入。
  • 示例:
    # 计算字符串 "hello world" 中的字符数
    wc -c <<< "hello world"
    

六、特殊重定向目标: /dev/null

/dev/null 是一个特殊的设备文件,它像一个“黑洞”,任何写入它的数据都会被丢弃,从它那里也读不出任何数据。

  • 丢弃标准输出: command > /dev/null
  • 丢弃标准错误: command 2> /dev/null
  • 丢弃所有输出: command &> /dev/nullcommand > /dev/null 2>&1

常见用途: 在后台执行脚本或定时任务(Cron Job)时,如果不关心任何输出,就可以将所有输出重定向到 /dev/null,以避免产生不必要的日志或邮件。

# 在 cron 中,这可以防止任务产生任何输出邮件
30 2 * * * /path/to/my/backup_script.sh &> /dev/null

七、管道 (|):一种特殊的重定向

虽然管道符 | 通常不被归类为文件重定向,但其原理密切相关。

  • 语法: command1 | command2
  • 说明: 它将 command1标准输出 (stdout) 直接连接到 command2标准输入 (stdin)。这形成了一个数据流管道,实现了命令之间的协作。
  • 注意: 管道默认 只重定向 stdout,不包括 stderr。
  • 示例:
    # 列出所有进程,然后用 grep 筛选出包含 "nginx" 的行
    ps aux | grep "nginx"# 如果想把 command1 的 stderr 也通过管道传给 command2,可以这样做:
    # command1 2>&1 | command2
    

总结与实战场景

符号名称说明示例
>输出重定向(覆盖) 将 stdout 重定向到文件ls > files.txt
>>输出追加(追加) 将 stdout 重定向到文件date >> log.txt
2>错误重定向(覆盖) 将 stderr 重定向到文件find / 2> err.log
2>>错误追加(追加) 将 stderr 重定向到文件script.sh 2>> err.log
<输入重定向从文件读取 stdinsort < data.txt
&>合并重定向(覆盖) 将 stdout 和 stderr 都重定向到文件 (Bash/Zsh)command &> all_output.log
&>>合并追加(追加) 将 stdout 和 stderr 都重定向到文件 (Bash/Zsh)command &>> all_output.log
> file 2>&1传统合并重定向功能同 &>,兼容性更好command > out.log 2>&1
<< DELIMITERHere Document将多行文本作为 stdincat << EOF > file.txt
<<< "string"Here String将单行字符串作为 stdinwc -c <<< "hello"
``管道将一个命令的 stdout 连接到另一个命令的 stdin

实战场景:

  1. 日志记录: sudo my_service >> /var/log/my_service.log 2>&1
  2. 静默执行: run_backup.sh > /dev/null 2>&1
  3. 数据处理: cat access.log | grep "404" | sort | uniq -c > 404_errors.txt
  4. 自动化脚本: 使用 Here Document 向 sshftp 提供指令,实现非交互式操作。

掌握了重定向,你就掌握了控制 Shell 中数据流的强大能力,这是从普通用户迈向 Shell 高手的关键一步。

http://www.dtcms.com/a/272418.html

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