解释：Linux 中的输入、输出和错误重定向

如果您熟悉基本的 Linux 命令，您还应该学习输入输出重定向的概念。

您已经知道 Linux 命令是如何工作的。它接受输入并给出输出。这里的场景中有几个角色。让我来告诉您他们的情况。

标准输入、标准输出和标准错误

当你运行 Linux 命令时，有三个数据流在其中发挥作用：

• 标准输入 ( stdin ) 是输入数据的来源。默认情况下，stdin 是从键盘输入的任何文本。它的流 ID 为 0。
• 标准输出（stdout）是命令的结果，默认显示在屏幕上，其流ID为1。
• 标准错误 ( stderr ) 是命令产生的错误消息（如果有）。默认情况下，stderr 也会显示在屏幕上。它的流 ID 是 2。

这些流包含所谓缓冲存储器中纯文本的数据。

把它想象成水流。你需要一个水源，比如一个水龙头。你将一根管子连接到它，你可以把它储存在桶里（文件）或浇灌植物（打印）。如果需要，你也可以把它连接到另一个水龙头。基本上，你是在改变水的方向。

Linux 也有重定向的概念，您可以将 stdin、stdout 和 stderr 从其通常的目的地重定向到另一个文件或命令（甚至是打印机等外围设备）。

让我展示一下重定向的工作原理以及如何使用它。

输出重定向

第一个也是最简单的重定向形式是输出重定向，也称为 stdout 重定向。

您已经知道，默认情况下，命令的输出会显示在屏幕上。例如，我使用 ls 命令列出所有文件，这是我得到的输出：

abhishek@linux:~$ ls
appstxt  new.txt  static-ip.txt

使用输出重定向，您可以将输出重定向到文件。如果此输出文件不存在，则 shell 将创建它。

command > file

例如，让我将 ls 命令的输出保存到名为 output.txt 的文件中：

abhishek@linux:~$ ls > output.txt

输出文件已预先创建

你觉得这个输出文件的内容应该是什么？让我用 cat 命令给你看一个惊喜：

abhishek@linux:~$ cat output.txt
appstxt
new.txt
output.txt
static-ip.txt

你注意到了，里面包含了 output.txt 吗？我特意选择了这个例子来向你展示这一点。

在运行预期命令之前，会创建将 stdout 重定向到的输出文件。为什么？因为它需要准备好要将输出发送到的输出目标。

附加而不是破坏

一个经常被忽略的问题是，如果你重定向到已存在的文件，shell 将首先删除 ( clobber ) 该文件。这意味着输出文件的现有内容将被删除并由命令的输出替换。

您可以使用 >> 重定向语法来附加它，而不是覆盖它。

command >> file

提示：你可以使用以下命令禁止在当前 shell 会话中进行破坏：set -C

为什么要重定向 stdout？您可以存储输出以供将来参考并在以后进行分析。当命令输出太大并占据整个屏幕时，它特别有用。这就像收集日志一样。

管道重定向

在了解 stdin 重定向之前，您应该先了解管道重定向。这比较常见，而且您可能会经常使用它。

通过管道重定向，您可以将一个命令的标准输出发送到另一个命令的标准输入。

command 1 | command 2

我来举一个实际的例子。比如说，你想统计当前目录中可见文件的数量。你可以使用ls -1（它是数字 1，而不是字母 L）来显示当前目录中的文件：

abhishek@linux:~$ ls -1
appstxt
new.txt
output.txt
static-ip.txt

您可能已经知道wc 命令用于计算文件中的行数。如果将这两个命令与管道结合使用，您将获得以下结果：

abhishek@linux:~$ ls -1 | wc -l
4

使用管道时，两个命令共享同一个内存缓冲区。第一个命令的输出存储在缓冲区中，然后同一个缓冲区用作下一个命令的输入。

您将看到管道中最后一个命令的结果。这很明显，因为较早命令的标准输出被馈送到下一个命令，而不是进入屏幕。

管道重定向或管道连接不仅限于连接两个命令。您可以连接更多命令，只要一个命令的输出可以用作下一个命令的输入即可。

command_1 | command_2 | command_3 | command_4

请记住，stdout/stdin 是数据块，而不是文件名

有些 Linux 新用户在使用重定向时会感到困惑。如果命令返回一堆文件名作为输出，则您无法使用这些文件名作为参数。

例如你用find命令查找所有以.txt结尾的文件，你不能通过管道将找到的文件移动到新目录中，而不能直接像这样：

find . -type f -name "*.txt" | mv destination_directory

这就是为什么你经常会看到find 命令与 exec或xargs 命令结合使用。这些特殊命令“将带有一堆文件名的文本转换为文件名”，可以作为参数传递。

find . -type f -name "*.txt" | xargs -t -I{} mv {} ../new_dir

输入重定向

您可以使用 stdin 重定向将文本文件的内容传递给以下命令：

command < file

您不会看到 stdin 被大量使用。这是因为大多数 Linux 命令都接受文件名作为参数，因此通常不需要 stdin 重定向。

举个例子：

head < filename.txt

上述命令可以只是head filename.txt (不带 <)。

这并不是说 stdin 重定向完全没用。有些命令依赖它。以tr 命令为例。此命令可以做很多事情，但在下面的示例中，它将输入文本从小写转换为大写：

tr a-z A-Z < filename.txt

事实上，建议使用 stdin 而不是管道，以避免不必要地使用 cat 命令。

例如，很多人会将上面的例子与 cat 一起使用，然后对其使用 tr。坦白说，这里没有必要使用 cat。

cat filename.txt | tr a-z A-Z

合并重定向

您可以根据需要组合 stdin、stdout 和管道重定向。

例如，下面的命令列出当前目录中的所有 .txt 文件，然后对这些 .txt 文件进行计数并将输出保存到新文件。

ls *.txt | wc -l > count.txt

错误重定向

有时当您运行某些命令或脚本时，您会看到它在屏幕上显示一条错误消息。

abhishek@linux:~$ ls -l ffffff > output.txt
ls: cannot access 'ffffff': No such file or directory

在本文的开头，我提到有三种数据流，stderr 是默认显示在屏幕上的输出数据流之一。

您也可以重定向 stderr。由于它是输出数据流，因此您可以使用与 stdout 重定向相同的 > 或 >> 重定向符号。

但是，当 stdout 和 stderr 都是输出数据流时，如何区分它们呢？通过它们的流 ID（也称为文件描述符）。

默认情况下，当你使用输出重定向符号 > 时，它实际上意味着 1>。换句话说，你是说在这里输出 ID 为 1 的数据流。

当您必须重定向 stderr 时，可以使用其 ID，如 2> 或 2>>。这表示输出重定向针对数据流 stderr（ID 2）。

Stderr 重定向示例

让我用一些例子来说明。假设你只想保存错误，你可以使用类似这样的方法：

abhishek@linux:~$ ls fffff 2> error.txt
abhishek@linux:~$ cat error.txt
ls: cannot access 'fffff': No such file or directory

这很简单。让我们让它稍微复杂一点（并且更有用）：

abhishek@linux:~$ ls -l new.txt ffff > output.txt 2> error.txt
abhishek@linux:~$ cat output.txt
-rw-rw-r-- 1 abhishek abhishek 0 May  5 10:25 new.txt
abhishek@linux:~$ cat error.txt
ls: cannot access 'ffff': No such file or directory

在上面的例子中，ls 命令尝试显示两个文件。对于一个文件，它显示成功，而对于另一个文件，它显示错误。因此，我在这里所做的是将 stdout 重定向到 ouput.txt（使用 >），将 stderr 重定向到 error.txt（使用 2>）。

您还可以将 stdout 和 stderr 重定向到同一个文件。有多种方法可以做到这一点。

在下面的例子中，我首先以追加模式将 stderr（带有 2>>）发送到 combined.txt 文件。然后，以追加模式将 stdout（带有 >>）发送到同一个文件。

abhishek@linux:~$ ls -l new.txt fff 2>> combined.txt >> combined.txt
abhishek@linux:~$ cat combined.txt
ls: cannot access 'fff': No such file or directory
-rw-rw-r-- 1 abhishek abhishek 0 May  5 10:25 new.txt

另一种方法（也是首选方法）是使用类似 2>&1 的方法。这可以粗略地翻译为“将 stderr 重定向到与 stdout 相同的地址”。

让我们以前面的例子为例，这次使用 2>&1 将 stdout 和 stderr 重定向到同一个文件。

abhishek@linux:~$ ls -l new.txt fff > output.txt 2>&1
abhishek@linux:~$ cat output.txt
ls: cannot access 'fff': No such file or directory
-rw-rw-r-- 1 abhishek abhishek 0 May  5 10:25 new.txt

请记住，您不能将 2>>&1 视为在追加模式下使用它。2>&1 已经进入追加模式。

您也可以先使用 2>，然后使用 1>&2 将 stdout 重定向到与 stderr 相同的文件。基本上，它是“>&”，它将一个输出数据流重定向到另一个。

概括

• 有三个数据流。一个输入，stdin（0）和两个输出数据流 stdout（1）和 stderr（2）。
• 键盘是默认的标准输入设备，屏幕是默认的输出设备。
• 输出重定向与 > 或 >> 一起使用（用于附加模式）。
• 输入重定向与 < 一起使用。
• 可以使用 2> 或 2>> 重定向 stderr。
• 可以使用 2>&1 组合 stderr 和 stdout。

既然你正在学习重定向，那么你也应该了解tee 命令。此命令使你可以同时显示到标准输出并保存到文件。

Linux 中的 Tee 命令详解及示例

如果您想显示命令的输出并同时将其保存到文件中，tee 命令就是您所需要的。了解在 Linux 中使用 tee 命令的各种方法。

我希望你喜欢这篇关于 Linux 重定向的详细指南。如果你仍有疑问，或者有改进本文的建议，请在评论部分告诉我。