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发表于 2015-3-18 14:51:17 | 显示全部楼层 |阅读模式
> 与 < 差在哪?

这次的题目之前我在 CU 的 shell 版已说明过了:
http://bbs.chinaunix.net/forum/24/20031030/191375.html
这次我就不重写了,将贴子的内容"抄"下来就是了...
--------------
11.1
谈到 I/O redirection ,不妨先让我们认识一下 File Descriptor (FD) 。
程序的运算,在大部份情况下都是进行数据(data)的处理,
这些数据从哪读进?又,送出到哪里呢?
这就是 file descriptor (FD) 的功用了。
在 shell 程序中,最常使用的 FD 大概有三个,分别为:
0: Standard Input (STDIN)
1: Standard Output (STDOUT)
2: Standard Error Output (STDERR)
在标准情况下,这些 FD 分别跟如下设备(device)关联:
stdin(0): keyboard
stdout(1): monitor
stderr(2): monitor
我们可以用如下下命令测试一下:
代码:
$ mail -s test root
this is a test mail.
please skip.
^d (同时按 crtl 跟 d 键)
很明显,mail 程序所读进的数据,就是从 stdin 也就是 keyboard 读进的。
不过,不见得每个程序的 stdin 都跟 mail 一样从 keyboard 读进,
因为程序作者可以从档案参数读进 stdin ,如:
代码:
$ cat /etc/passwd
但,要是 cat 之后没有档案参数则又如何呢?
哦,请您自己玩玩看啰.... ^_^
代码:
$ cat
(请留意数据输出到哪里去了,最后别忘了按 ^d 离开...)
至于 stdout 与 stderr ,嗯... 等我有空再续吧... ^_^
还是,有哪位前辈要来玩接龙呢?
--------------
11.2
沿文再续,书接上一回... ^_^
相信,经过上一个练习后,你对 stdin 与 stdout 应该不难理解吧?
然后,让我们继续看 stderr 好了。
事实上,stderr 没甚么难理解的:说穿了就是"错误信息"要往哪边送而已...
比方说,若读进的档案参数是不存在的,那我们在 monitor 上就看到了:
代码:
$ ls no.such.file
ls: no.such.file: No such file or directory
若,一个命令同时产生 stdout 与 stderr 呢?
那还不简单,都送到 monitor 来就好了:
代码:
$ touch my.file
$ ls my.file no.such.file
ls: no.such.file: No such file or directory
my.file
okay,至此,关于 FD 及其名称、还有相关联的设备,相信你已经没问题了吧?
那好,接下来让我们看看如何改变这些 FD 的预设数据信道,
我们可用 < 来改变读进的数据信道(stdin),使之从指定的档案读进。
我们可用 > 来改变送出的数据信道(stdout, stderr),使之输出到指定的档案。
比方说:
代码:
$ cat < my.file
就是从 my.file 读进数据
代码:
$ mail -s test root < /etc/passwd
则是从 /etc/passwd 读进...
这样一来,stdin 将不再是从 keyboard 读进,而是从档案读进了...
严格来说,< 符号之前需要指定一个 FD 的(之间不能有空白),
但因为 0 是 < 的默认值,因此 < 与 0< 是一样的﹗
okay,这个好理解吧?
那,要是用两个 << 又是啥呢?
这是所谓的 HERE Document ,它可以让我们输入一段文本,直到读到 << 后指定的字符串。
比方说:
代码:
$ cat <<FINISH
first line here
second line there
third line nowhere
FINISH
这样的话,cat 会读进 3 行句子,而无需从 keyboard 读进数据且要等 ^d 结束输入。
至于 > 又如何呢?
且听下回分解....
--------------
11.3
okay,又到讲古时间~~~
当你搞懂了 0< 原来就是改变 stdin 的数据输入信道之后,相信要理解如下两个 redirection
就不难了:
* 1>
* 2>
前者是改变 stdout 的数据输出信道,后者是改变 stderr 的数据输出信道。
两者都是将原本要送出到 monitor 的数据转向输出到指定档案去。
由于 1 是 > 的默认值,因此,1> 与 > 是相同的,都是改 stdout 。
用上次的 ls 例子来说明一下好了:
代码:
$ ls my.file no.such.file 1>file.out
ls: no.such.file: No such file or directory
这样 monitor 就只剩下 stderr 而已。因为 stdout 给写进 file.out 去了。
代码:
$ ls my.file no.such.file 2>file.err
my.file
这样 monitor 就只剩下 stdout ,因为 stderr 写进了 file.err 。
代码:
$ ls my.file no.such.file 1>file.out 2>file.err
这样 monitor 就啥也没有,因为 stdout 与 stderr 都给转到档案去了...
呵~~~ 看来要理解 > 一点也不难啦﹗是不?没骗你吧? ^_^
不过,有些地方还是要注意一下的。
首先,是 file locking 的问题。比方如下这个例子:
代码:
$ ls my.file no.such.file 1>file.both 2>file.both
从 file system 的角度来说,单一档案在单一时间内,只能被单一的 FD 作写入。
假如 stdout(1) 与 stderr(2) 都同时在写入 file.both 的话,
则要看它们在写入时否碰到同时竞争的情形了,基本上是"先抢先赢"的原则。
让我们用周星驰式的"慢镜头"来看一下 stdout 与 stderr 同时写入 file.out 的情形好了:
* 第 1, 2, 3 秒为 stdout 写入
* 第 3, 4, 5 秒为 stderr 写入
那么,这时候 stderr 的第 3 秒所写的数据就丢失掉了﹗
要是我们能控制 stderr 必须等 stdout 写完再写,或倒过来,stdout 等 stderr 写完再写,
那问题就能解决。
但从技术上,较难掌控的,尤其是 FD 在作"长期性"的写入时...
那,如何解决呢?所谓山不转路转、路不转人转嘛,
我们可以换一个思维:将 stderr 导进 stdout 或将 stdout 导进 sterr ,而不是大家在抢同
一份档案,不就行了﹗
bingo﹗就是这样啦:
* 2>&1 就是将 stderr 并进 stdout 作输出
* 1>&2 或 >&2 就是将 stdout 并进 stderr 作输出
于是,前面的错误操作可以改为:
代码:
$ ls my.file no.such.file 1>file.both 2>&1

$ ls my.file no.such.file 2>file.both >&2
这样,不就皆大欢喜了吗? 呵~~~ ^_^
不过,光解决了 locking 的问题还不够,我们还有其它技巧需要了解的。
故事还没结束,别走开﹗广告后,我们再回来...﹗
--------------
11.4
okay,这次不讲 I/O Redirction ,讲佛吧...
(有没搞错?﹗网中人是否头壳烧坏了?...) 嘻~~~ ^_^
学佛的最高境界,就是"四大皆空"。至于是空哪四大块?我也不知,因为我还没到那境界...
但这个"空"字,却非常值得我们返复把玩的:
--- 色即是空、空即是色﹗
好了,施主要是能够领会"空"的禅意,那离修成正果不远矣~~~
在 Linux 档案系统里,有个设备档位于 /dev/null 。
许多人都问过我那是甚么玩意儿?我跟你说好了:那就是"空"啦﹗
没错﹗空空如也的空就是 null 了.... 请问施主是否忽然有所顿误了呢?然则恭喜了~~~
^_^
这个 null 在 I/O Redirection 中可有用得很呢:
* 若将 FD1 跟 FD2 转到 /dev/null 去,就可将 stdout 与 stderr 弄不见掉。
* 若将 FD0 接到 /dev/null 来,那就是读进 nothing 。
比方说,当我们在执行一个程序时,画面会同时送出 stdout 跟 stderr ,
假如你不想看到 stderr (也不想存到档案去),那可以:
代码:
$ ls my.file no.such.file 2>/dev/null
my.file
若要相反:只想看到 stderr 呢?还不简单﹗将 stdout 弄到 null 就行:
代码:
$ ls my.file no.such.file >/dev/null
ls: no.such.file: No such file or directory
那接下来,假如单纯只跑程序,不想看到任何输出结果呢?
哦,这里留了一手上次节目没讲的法子,专门赠予有缘人﹗... ^_^
除了用 >/dev/null 2>&1 之外,你还可以如此:
代码:
$ ls my.file no.such.file &>/dev/null
(提示:将 &> 换成 >& 也行啦~~! )
okay?讲完佛,接下来,再让我们看看如下情况:
代码:
$ echo "1" > file.out
$ cat file.out
1
$ echo "2" > file.out
$ cat file.out
2
看来,我们在重导 stdout 或 stderr 进一份档案时,似乎永远只获得最后一次导入的结果。
那,之前的内容呢?
呵~~~ 要解决这个问提很简单啦,将 > 换成 >> 就好:
代码:
$ echo "3" >> file.out
$ cat file.out
2
3
如此一来,被重导的目标档案之内容并不会失去,而新的内容则一直增加在最后面去。
easy ? 呵 ... ^_^
但,只要你再一次用回单一的 > 来重导的话,那么,旧的内容还是会被"洗"掉的﹗
这时,你要如何避免呢?
----备份﹗ yes ,我听到了﹗不过.... 还有更好的吗?
既然与施主这么有缘份,老纳就送你一个锦囊妙法吧:
代码:
$ set -o noclobber
$ echo "4" > file.out
-bash: file: cannot overwrite existing file
那,要如何取消这个"限制"呢?
哦,将 set -o 换成 set +o 就行:
代码:
$ set +o noclobber
$ echo "5" > file.out
$ cat file.out
5
再问:那... 有办法不取消而又"临时"盖写目标档案吗?
哦,佛曰:不可告也﹗
啊~~~ 开玩笑的、开玩笑的啦~~~ ^_^ 唉,早就料到人心是不足的了﹗
代码:
$ set -o noclobber
$ echo "6" >| file.out
$ cat file.out
6
留意到没有:在 > 后面再加个" | "就好(注意: > 与 | 之间不能有空白哦)....
呼.... (深呼吸吐纳一下吧)~~~ ^_^
再来还有一个难题要你去参透的呢:
代码:
$ echo "some text here" > file
$ cat < file
some text here
$ cat < file > file.bak
$ cat < file.bak
some text here
$ cat < file > file
$ cat < file
嗯?﹗注意到没有?﹗﹗
---- 怎么最后那个 cat 命令看到的 file 竟是空的?﹗
why? why? why?
同学们:下节课不要迟到啰~~~!
--------------
11.5
当当当~~~ 上课啰~~~ ^_^
前面提到:$ cat < file > file 之后原本有内容的档案结果却被洗掉了﹗
要理解这一现像其实不难,这只是 priority 的问题而已:
* 在 IO Redirection 中,stdout 与 stderr 的管道会先准备好,才会从 stdin 读进资料。
也就是说,在上例中,> file 会先将 file 清空,然后才读进 < file ,
但这时候档案已经被清空了,因此就变成读不进任何资料了...
哦~~~ 原来如此~~~~ ^_^
那... 如下两例又如何呢?
代码:
$ cat <> file
$ cat < file >> file
嗯... 同学们,这两个答案就当练习题啰,下节课之前请交作业﹗
好了,I/O Redirection 也快讲完了,sorry,因为我也只知道这么多而已啦~~~ 嘻~~ ^_^
不过,还有一样东东是一定要讲的,各位观众(请自行配乐~!#@!$%) :
---- 就是 pipe line 也﹗
谈到 pipe line ,我相信不少人都不会陌生:
我们在很多 command line 上常看到的" | "符号就是 pipe line 了。
不过,究竟 pipe line 是甚么东东呢?
别急别急... 先查一下英汉字典,看看 pipe 是甚么意思?
没错﹗它就是"水管"的意思...
那么,你能想象一下水管是怎么一根接着一根的吗?
又,每根水管之间的 input 跟 output 又如何呢?
嗯??
灵光一闪:原来 pipe line 的 I/O 跟水管的 I/O 是一模一样的:
* 上一个命令的 stdout 接到下一个命令的 stdin 去了﹗
的确如此... 不管在 command line 上你使用了多少个 pipe line ,
前后两个 command 的 I/O 都是彼此连接的﹗(恭喜:你终于开窍了﹗ ^_^ )
不过... 然而... 但是... ... stderr 呢?
好问题﹗不过也容易理解:
* 若水管漏水怎么办?
也就是说:在 pipe line 之间,前一个命令的 stderr 是不会接进下一命令的 stdin 的,
其输出,若不用 2> 导到 file 去的话,它还是送到监视器上面来﹗
这点请你在 pipe line 运用上务必要注意的。
那,或许你又会问:
* 有办法将 stderr 也喂进下一个命令的 stdin 去吗?
(贪得无厌的家伙﹗)
方法当然是有,而且你早已学过了﹗ ^_^
我提示一下就好:
* 请问你如何将 stderr 合并进 stdout 一同输出呢?
若你答不出来,下课之后再来问我吧... (如果你脸皮真够厚的话...)
或许,你仍意尤未尽﹗或许,你曾经碰到过下面的问题:
* 在 cm1 | cm2 | cm3 ... 这段 pipe line 中,若要将 cm2 的结果存到某一档案呢?
若你写成 cm1 | cm2 > file | cm3 的话,
那你肯定会发现 cm3 的 stdin 是空的﹗(当然啦,你都将水管接到别的水池了﹗)
聪明的你或许会如此解决:
代码:
cm1 | cm2 > file ; cm3 < file
是的,你的确可以这样做,但最大的坏处是:这样一来,file I/O 会变双倍﹗
在 command 执行的整个过程中,file I/O 是最常见的最大效能杀手。
凡是有经验的 shell 操作者,都会尽量避免或降低 file I/O 的频率。
那,上面问题还有更好方法吗?
有的,那就是 tee 命令了。
* 所谓 tee 命令是在不影响原本 I/O 的情况下,将 stdout 复制一份到档案去。
因此,上面的命令行可以如此打:
代码:
cm1 | cm2 | tee file | cm3
在预设上,tee 会改写目标档案,若你要改为增加内容的话,那可用 -a 参数达成。
基本上,pipe line 的应用在 shell 操作上是非常广泛的,尤其是在 text filtering 方面,
凡举 cat, more, head, tail, wc, expand, tr, grep, sed, awk, ... 等等文字处理工具,
搭配起 pipe line 来使用,你会惊觉 command line 原来是活得如此精彩的﹗
常让人有"众里寻他千百度,蓦然回首,那人却在灯火阑珊处﹗"之感... ^_^

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