标准I/O重定向和管道

1.标准输入和输出

程序：指令+数据

读入数据：Input

输出数据：Output

打开的文件都有一个fd: fifile descriptor (文件描述符)

Linux给程序提供三种 I/O 设备

标准输入（STDIN）－0 默认接受来自终端窗口的输入
标准输出（STDOUT）－1 默认输出到终端窗口
标准错误（STDERR）－2 默认输出到终端窗口

[root@naWang ~]# ll /dev/stdin
lrwxrwxrwx 1 root root 15 11月 23 20:02 /dev/stdin -> /proc/self/fd/0
[root@naWang ~]# ll /dev/stdout
lrwxrwxrwx 1 root root 15 11月 23 20:02 /dev/stdout -> /proc/self/fd/1
[root@naWang ~]# ll /dev/stderr
lrwxrwxrwx 1 root root 15 11月 23 20:02 /dev/stderr -> /proc/self/fd/2[root@centos8 ~]#ll /dev/std*
lrwxrwxrwx. 1 root root 15 Dec 16 08:56 /dev/stderr -> /proc/self/fd/2
lrwxrwxrwx. 1 root root 15 Dec 16 08:56 /dev/stdin -> /proc/self/fd/0
lrwxrwxrwx. 1 root root 15 Dec 16 08:56 /dev/stdout -> /proc/self/fd/1
[root@centos8 ~]#ll /proc/self/fd/*
ls: cannot access '/proc/self/fd/255': No such file or directory lrwx------. 1 root root 64 Dec 16 10:59 /proc/self/fd/0 -> /dev/pts/0 lrwx------. 1 root root 64 Dec 16 10:59 /proc/self/fd/1 -> /dev/pts/0
lrwx------. 1 root root 64 Dec 16 10:59 /proc/self/fd/2 -> /dev/pts/0
lr-x------. 1 root root 64 Dec 16 10:59 /proc/self/fd/3 -> /var/lib/sss/mc/passwd
lrwx------. 1 root root 64 Dec 16 10:59 /proc/self/fd/4 -> 'socket:[66542]'
lr-x------. 1 root root 64 Dec 16 10:59 /proc/self/fd/5 -> /var/lib/sss/mc/group [root@centos8 ~]#ll /proc/`pidof tail`/fd
total 0
lrwx------. 1 root root 64 Dec 16 10:56 0 -> /dev/pts/1
lrwx------. 1 root root 64 Dec 16 10:56 1 -> /dev/pts/1
lrwx------. 1 root root 64 Dec 16 10:56 2 -> /dev/pts/1
lr-x------. 1 root root 64 Dec 16 10:56 3 -> /var/log/messages lr-x------. 1 root root 64 Dec 16 10:56 4 -> anon_inode:inotify

2. I/O重定向redirect

I/O重定向：将默认的输入，输出或错误对应的设备改变，指向新的目标

2.1标准输出和错误重新定向

STDOUT和STDERR可以被重定向到指定文件,而非默认的当前终端

格式

命令 操作符号 文件名

支持的操作符号包括：

1> 或 > 把STDOUT重定向到文件
>| 强制覆盖
2> 把STDERR重定向到文件
&> 把所有输出重定向到文件

以上如果文件已存在，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

set +C 允许覆盖

>> 可以在原有内容基础上，追加内容
把输出和错误重新定向追加到文件
>> 追加标准输出重定向至文件
2>> 追加标准错误重定向至文件

标准输出和错误输出各自定向至不同位置

COMMAND > /path/to/fifile.out 2> /path/to/error.out

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/fifile.out 2>&1 （顺序很重要）

COMMAND >> /path/to/fifile.out 2>&1

[root@naWang ~]# echo 2*3
2*3
[root@naWang ~]# echo 2*3 > bc.log
[root@naWang ~]# cat bc.log
2*3
[root@naWang ~]# bc < bc.log
6
[root@naWang ~]# bc < bc.log > bc2.log
[root@naWang ~]# cat bc2.log
6

标准输入重定向

从文件中导入STDIN，代替当前终端的输入设备，使用 < 来重定向标准输入

某些命令能够接受从文件中导入的STDIN

2.2.1 tr 命令

tr 转换和删除字符

[root@naWang ~]# tr 123 abc
1111
aaaa
^C
[root@naWang ~]# tr 'a-z' 'A-Z'
asdfgh
ASDFGH
^C
[root@naWang ~]# tr -d 'ace'
ace111ace222ace444ace
111222444
^C

tr命令和重定向：

[root@naWang ~]# more 1.txt
hello hhhjjjakdhdjhsjd
[root@naWang ~]# tr 'a-z' 'A-Z' < 1.txt
HELLO HHHJJJAKDHDJHSJD

tr命令后的选项：

-c –C	取字符集的补集
-d	删除所有属于第一字符集的字符
-s	把连续重复的字符以单独一个字符表示,即去重
-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
[:alnum:]	字母和数字
[:alpha:]	字母
[:digit:]	数字
[:lower:]	小写字母
[:upper:]	大写字母
[:space:]	空白字符
[:print:]	可打印字符
[:punct:]	标点符号
[:graph:]	图形字符
[:cntrl:]	控制（非打印）字符
[:xdigit:]	十六进制字符

把多行重定向

使用 “<<终止词” 命令从键盘把多行重导向给STDIN，直到终止词位置之前的所有文本都发送给STDIN，有时被称为就地文本（here documents）

其中终止词可以是任何一个或多个符号，比如：!，@，$，EOF（End Of File），magedu等，其中 EOF 比较常用

[root@naWang ~]# cat > cat.log <<EOF
> 111
> 222
> eof
>     EOF
> EOF     0
> EOF
[root@naWang ~]# cat cat.log
111
222
eofEOF
EOF     0

3 管道

3.1 管道

管道（使用符号“|”表示）用来连接多个命令

格式

命令1 | 命令2 | 命令3|...

功能说明：

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
所有命令会在当前shell进程的子shell进程中执行
组合多种工具的功能

注意：STDERR默认不能通过管道转发，可利用2>&1 或 |& 实现，格式如下

命令1 2>&1 | 命令2
命令1   |&  命令2

例

[root@centos8 ~]#ls /data /xxx | tr 'a-z' 'A-Z'
ls: cannot access '/xxx': No such file or directory
/DATA:
ALL.LOG
F1.TXT
PASSWD.LOG
STERR.LOG
STOUT.LOG
TEST.LOG
TOUCH.LOG
[root@centos8 ~]#ls /data /xxx 2>&1 | tr 'a-z' 'A-Z'
LS: CANNOT ACCESS '/XXX': NO SUCH FILE OR DIRECTORY
/DATA:
ALL.LOG
F1.TXT
PASSWD.LOG
STERR.LOG
STOUT.LOG
TEST.LOG
TOUCH.LOG
[root@centos8 ~]#ls /data /xxx |& tr 'a-z' 'A-Z'
LS: CANNOT ACCESS '/XXX': NO SUCH FILE OR DIRECTORY
/DATA:
ALL.LOG
F1.TXT
PASSWD.LOG S
TERR.LOG
STOUT.LOG
TEST.LOG
TOUCH.LOG

改密码例子：

[root@naWang ~]# cat p.txt
zaizai
[root@naWang ~]# cat p.txt | passwd --stdin root
更改用户 root 的密码 。
passwd：所有的身份验证令牌已经成功更新。
[root@naWang ~]# echo zaizai | passwd --stdin root
更改用户 root 的密码 。
passwd：所有的身份验证令牌已经成功更新。

3.2 管道中的 - 符号

管道中有时会使用 - 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fifile了

tar -cvf - /home | tar -xvf -

3.3 tee 命令

利用tee命令可以重定向到多个目标

格式

命令1 | tee [-a ] 文件名 | 命令2

以上可以把命令1的STDOUT保存在文件中，做为命令2的输入

选项：

-a 追加

功能：

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

范例:

[root@centos8 ~]#cat <<EOF | tee /etc/motd
> welcome to magedu
> happy new year
> EOF
welcome to magedu
happy new year

用重定向与管道方法计算1+2+3…+100

[root@naWang ~]# echo {1..100} | tr ' ' + | bc
5050
[root@naWang ~]# echo {1..100..2} | tr ' ' + | bc   #奇数相加
2500
[root@naWang ~]# echo {2..100..2} | tr ' ' + | bc   #偶数相加
2550
[root@naWang ~]# seq -s + 1 100 |bc
5050
[root@naWang ~]# seq -s + 1 2 100 |bc           #奇数相加
2500
[root@naWang ~]# seq -s + 2 2 100 |bc           #偶数相加
2550