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练习 7：Bash：重定向，stdin，stdout，stderr，<，>，>>，|，tee，pv

原文：Exercise 7. Bash: redirection, stdin, stdout, stderr, <, >, >>, |, tee, pv

译者：飞龙

协议：CC BY-NC-SA 4.0

自豪地采用谷歌翻译

在 Linux 中，一切都只是文件。这意味着，对于控制台程序：

  • 键盘表示为一个文件，Bash 从中读取你的输入。
  • 显示器表示为一个文件，Bash向输出写入它。

让我们假设，你有一个程序可以计算文件中的行。你可以通过键入wc -l来调用它。现在尝试一下 没有发生什么事吧？它只是卡在那里。错了，它正在等待你的输入。这是它的工作原理：

line_counter = 0
while end of file is not reached
    read a line
    add 1 to line_counter
print line_counter

所以wc目前从/dev/tty读取行，这在当前上下文中是你的键盘。每次你按下回车，wc都会获取一行。任意键入几行，然后按CTRL + D，这将为wc产生EOF字符，使其明白达到文件末尾。现在它会告诉你你输入了多少行。

但是如果你想计算现有文件中的行呢？那么，这就需要重定向 了！为了在其输入上提供现有文件，请键入以下内容：wc -l < .bash_history。你看，它有作用！真的是那么简单！重定向 是一种机制，允许你告诉程序，将其来自键入输入和/或到显示器的输出，重定向到另一个文件。为此，你可以使用这些特殊命令，然后启动程序：

  • < - 用文件替换标准输入（例如键盘）。
  • > - 用文件替换标准输出（例如显示器）。警告！此命令将覆盖 你的指定文件的内容，因此请小心。
  • >> - 与上面相同，但不是覆盖 文件，而是写入到它的末尾，保存在该文件中已存在的信息。小心不要混淆两者。
  • | - 从一个程序获取输出，并将其连接到另一个程序。这将在下一个练习中详细阐述。

现在，你将学习如何将程序的输入和输出重定向到文件或其他程序。

这样做

 1: sudo aptitude install pv
 2: read foo < /dev/tty
 3: Hello World!
 4: echo $foo > foo.out
 5: cat foo.out
 6: echo $foo >> foo.out
 7: cat foo.out
 8: echo > foo.out
 9: cat foo.out
10: ls -al | grep foo
11: ls -al | tee ls.out
12: dd if=/dev/zero of=~/test.img bs=1M count=10
13: pv ~/test.img | dd if=/dev/stdin of=/dev/null bs=1
14: rm -v foo.out
15: rm -v test.img

你应该看到什么

user1@vm1:~$ sudo aptitude install pv
The following NEW packages will be installed:
  pv
0 packages upgraded, 1 newly installed, 0 to remove and 0 not upgraded.
Need to get 0 B/28.9 kB of archives. After unpacking 143 kB will be used.
Selecting previously deselected package pv.
(Reading database ... 39657 files and directories currently installed.)
Unpacking pv (from .../archives/pv_1.1.4-1_amd64.deb) ...
Processing triggers for man-db ...
Setting up pv (1.1.4-1) ...
 
user1@vm1:~$ read foo < /dev/tty
Hello World!
user1@vm1:~$ echo $foo > foo.out
user1@vm1:~$ cat foo.out
Hello World!
user1@vm1:~$ echo $foo >> foo.out
user1@vm1:~$ cat foo.out
Hello World!
Hello World!
user1@vm1:~$ echo > foo.out
user1@vm1:~$ cat foo.out
 
user1@vm1:~$ ls -al | grep foo
-rw-r--r-- 1 user1 user1    1 Jun 15 20:03 foo.out
user1@vm1:~$ ls -al | tee ls.out
total 44
drwxr-xr-x 2 user1 user1 4096 Jun 15 20:01 .
drwxr-xr-x 3 root  root  4096 Jun  6 21:49 ..
-rw------- 1 user1 user1 4865 Jun 15 19:34 .bash_history
-rw-r--r-- 1 user1 user1  220 Jun  6 21:48 .bash_logout
-rw-r--r-- 1 user1 user1 3184 Jun 14 12:24 .bashrc
-rw-r--r-- 1 user1 user1    1 Jun 15 20:03 foo.out
-rw------- 1 user1 user1   50 Jun 15 18:41 .lesshst
-rw-r--r-- 1 user1 user1    0 Jun 15 20:03 ls.out
-rw-r--r-- 1 user1 user1  697 Jun  7 12:25 .profile
-rw-r--r-- 1 user1 user1  741 Jun  7 12:19 .profile.bak
-rw-r--r-- 1 user1 user1  741 Jun  7 13:12 .profile.bak1
-rw-r--r-- 1 user1 user1    0 Jun 15 20:02 test.img
user1@vm1:~$ dd if=/dev/zero of=~/test.img bs=1M count=10
10+0 records in
10+0 records out
10485760 bytes (10 MB) copied, 0.0130061 s, 806 MB/s
user1@vm1:~$ pv ~/test.img | dd if=/dev/stdin of=/dev/null bs=1
  10MB 0:00:03 [3.24MB/s] [=================================================================================>] 100%
10485760+0 records in
10485760+0 records out
10485760 bytes (10 MB) copied, 3.10446 s, 3.4 MB/s
user1@vm1:~$ rm -v foo.out
removed `foo.out'
user1@vm1:~$ rm -v test.img
removed `test.img'
user1@vm1:~$

解释

  1. 在你的系统上安装pv（管道查看器）程序，稍后你需要它。
  2. 将你的输入读取到变量foo。这是可能的，因为显示器和键盘实际上是系统的电传打字机。是的，那个电传打字机！在线阅读更多关于tty的东西。
  3. 这是你输入的东西。
  4. 将foo变量的内容重定向到foo.out文件，在进程中创建文件或覆盖现有文件，而不会警告删除所有内容！
  5. 打印出foo.out的内容。
  6. 将foo变量的内容重定向到foo.out文件，在进程中创建文件或附加 到现有文件。这是安全的，但不要混淆这两者，否则你会有巨大的悲剧。
  7. 再次打印出foo.out内容。
  8. 将空内容重定向到foo.out，在进程中清空文件。
  9. 显示文件确实是空的。
  10. 列出你的目录并将其通过管道输出到grep。它的原理是，获取所有ls -al的输出，并将其扔给grep。这又称为管道。
  11. 将你的目录列出到屏幕上，并写入ls.out。很有用！
  12. 创建大小为 10 兆字节的清零文件。现在不要纠结它如何工作。
  13. 将这个文件读取到/dev/null，这是你系统中终极的垃圾桶，什么都没有。写入它的一切都会消失。请注意，pv会向你展示读取文件的进程，如果你尝试使用其他命令读取它，你就不会知道它需要多长时间来完成。
  14. 删除foo.out。记得自己清理一下。
  15. 删除test.img。

附加题

  • 阅读 stackoverflow 上的管道和重定向，再次阅读 stackoverflow 和 Greg 的 Wiki，这是非常有用的资源，记住它。
  • 打开 bash 的man页面，向下滚动到 REDIRECTION 部分并阅读它。
  • 阅读man pv和man tee的描述。