【Linux】數據流重定向

????????數據流重定向（redirect）由字面上的意思來看，好像就是將【數據給它定向到其他地方去】的樣子？

????????沒錯，數據流重定向就是將某個命令執行后應該要出現在屏幕上的數據，給它傳輸到其他的地方，例如文件或是設備（例如打印機之類的)。

????????這玩意兒在Linux的命令行模式下面很重要，尤其是如果我們想要將某些數據存儲下來時，就更有用了。

1.什么是數據流重定向

什么是數據流重定向？這得要由命令的執行結果談起。

一般來說，如果你要執行一個命令，通常它會是這樣的：



我們執行一個命令的時候，這個命令可能會由文件讀入數據，經過處理之后，再將數據輸出到屏
幕上。

在上圖當中，standard output 與standard error output分別代表【標準輸出（STDOUT）】與【標準錯誤輸出（STDERR)】，這兩個玩意兒默認都是輸出到屏幕上面來的

那么什么是標準輸出與標準錯誤輸出？

????????簡單地說，標準輸出指的是命令執行所返回的正確信息，而標準錯誤輸出可理解為命令執行失敗后，所返回的錯誤信息。

舉個簡單例子來說，

我們的系統默認有/etc/crontab但卻無/etc/birdsay,此時若執行【cat /etc/crontab? ?/etc/vbirdsay】這個命令時，cat會進行:

  • 標準輸出：讀取/etc/crontab后，將該文件內容顯示到屏幕上；
  • 標準錯誤輸出：因為無法找到/etc/vbirdsay，因此在屏幕上顯示錯誤信息；

不管正確或錯誤的數據都是默認輸出到屏幕上，所以屏幕當然是亂的。

那能不能通過某些機制將這兩股數據分開？

當然可以，那就是數據流重定向的功能，數據流重定向可以將standard output（簡稱stdout）與standard error output（簡稱stderr）分別傳送到其他的文件或設備，而分別傳送所用的特殊字符則如下所示：

  • 標準輸入（stdin）：代碼為0，使用<或<<;
  • 標準輸出（Stdout)：代碼為1，使用>或>>;
  • 標準錯誤輸出（stderr)：代碼為2，使用2>或2>>;

2.標準輸出流重定向

什么是標準輸出重定向？

輸出重定向：指的是重新指定設備來代替顯示器作為新的輸出設備。

2.1.?>

[root@zaishu ~]# ls -l > x  不輸出到屏幕，輸出到文本，這就是輸出重定向；另外當指定沒有描述符的時候，默認就是標準數據流。
root@zaishu ~]# ls -l 1> x （這兩條命令的效果一樣 1就是代表標準輸出流）

范例一：觀察你的系統根目錄（/）下各目錄的文件名、權限與屬性，并記錄下來

此時屏幕會顯示出文件名信息

屏幕并無任何信息


有個新文件被建立了。
我們打開看看

怪了，屏幕怎么會完全沒有數據？這是因為原本【ll /】所顯示的數據已經被重定向到~/rootfile文件中了，這個~/rootfile的文件名可以隨便你取。

如果你執行【cat ~/rootfile】那就可以看到原本應該在屏幕上面的數據。

如果我再次執行：【ll /home > ~/rootfile】后，這個~/rootfile文件的內容變成什么呢？

?它將變成【僅有ll? /home的數據】而已。咦？原本的【ll? /】數據就不見了嗎？

是的，因為該文件的建立方式是：

  1. 該文件（本例中是~/rootfile）若不存在，系統會自動地將它建立起來。
  2. 當這個文件存在的時候，那么系統就會先將這個文件內容清空，然后再將數據寫入。
  3. 也就是若以>輸出到一個已存在的文件中，這個文件就會被覆蓋掉。

2.2.? >>?

那如果我想要將數據累加而不想要將舊的數據刪除，那該如何是好？

利用兩個大于的符號（>>）就好。

以上面的范例來說，你應該要改成【ll? >> ~/rootfile】即可。

如此一來，當

  • （1）~/rootfile不存在時系統會主動建立這個文件；
  • （2）若該文件已存在，則數據會在該文件的最下方累加進去。

我們接著上面那個例子來講講

來總結一下

3.標準錯誤流重定向?

上面談到的是標準輸出的正確數據，那如果是標準錯誤的錯誤數據？

那就通過2>及2>>，同樣是覆蓋（2>）與累加（2>>）的特性。

?stdout代碼是1而 stderr代碼是2，所以這個2>是很容易理解的，而如果僅存在>時，則代表默認的代碼1，也就是說：

  • 1>：以覆蓋的方法將【正確的數據】輸出到指定的文件或設備上；
  • 1>>：以累加的方法將【正確的數據】輸出到指定的文件或設備上；
  • 2>；以覆蓋的方法將【錯誤的數據】輸出到指定的文件或設備上；
  • 2>>；以累加的方法將【錯誤的數據】輸出到指定的文件或設備上；

要注意，【1>>】以及【2>>】中間是沒有空格的，

OK，有些概念之后讓我們繼續聊一聊這家伙怎么應用吧！

????????當你以一般身份執行find這個命令的時候，由于權限的問題可能會產生一些錯誤信息

例如執行【find /home?-name testing】時，可能會產生類似【find:/root：Permission denied】之類的信息，例如下面這個范例：

????????范例二：利用一般身份賬號查找/home下面是否有名為，bashrc的文件存在.

????????下面還有我們之前建立的賬號存在，這些賬號的根目錄你當然不能進入，所以就會有錯誤及正確數據，好了，

????????那么假如我想要將數據輸出到 list 這個文件中？

執行【find /home -name.bashrc > list】會有什么結果？

?????????呵呵，你會發現 list 里面存了剛剛那個【正確】的輸出數據，至于屏幕上還是會有錯誤的信息出現，傷腦筋。

????????如果想要將正確的與錯誤的數據分別存入不同的文件中需要怎么做？

范例三：承范例二，將stdout與stderr分別存到不同的文件中

????????注意，此時屏幕上不會出現任何信息。因為剛剛執行的結果中，有Permission 的那幾行錯誤信息都會跑到 list_error 這個文件中，至于正確的輸出數據則會存到 list_right 這個文件中。

????????這樣可以了解了嗎？如果有點混亂的話，去休息一下再回來看看吧！

4./dev/null 垃圾桶黑洞設備與特殊寫法

想象一下，如果我知道錯誤信息會發生，所以要將錯誤信息忽略掉而不顯示或存儲？

這個時候黑洞設備/dev/nul 就很重要了，這個/dev/nul可以吃掉任何導向這個設備的信息。

將上述的范例自定義

范例四：承范例三，將錯誤的數據丟棄，屏幕上顯示正確的數據.


只有 stdout 會顯示到屏幕上，stderr 被丟棄了

再想象一下，如果我要將正確與錯誤數據通通寫入同一個文件中？

這個時候就得要使用特殊的寫法了。我們同樣用下面的案例來說明：

范例五：將命令的數據全部寫入名為list 的文件中

錯誤 ，由于兩股數據同時寫入一個文件，又沒有使用特殊的語法，此時兩股數據可能會交叉寫入該文件內，造成次序的錯亂。所以雖然最終 list文件還是會產生，但是里面的數據排列就會怪怪的，而不是原本屏幕上的輸出排序。

?正確?

?正確

????????至于寫入同一個文件的特殊語法如上表所示,你可以使用2>&1也可以使用&>

4.1.&（重點）

& 是一個描述符，如果在1和2前面不加&，這個時候1和2表示的是普通文件。加了&表示的是重定向到對應的設備。 舉例：

  • 1>&2 意思是把標準輸出重定向到標準錯誤，如果是 1>2 ?表示的是將標準輸出重定向到2這個文件。
  • 2>&1 意思是把標準錯誤輸出重定向到標準輸出。如果是 2>1 ?表示的是將標準錯誤重定向到1這個文件
  • &>filename 意思是把標準輸出和標準錯誤輸出都重定向到文件filename中

5.standard input :<與<<

輸入重定向：指的是重新指定設備來代替鍵盤作為新的輸入設備；

了解了stder與stdout后，那么那個<又是什么呀？

呵呵，以最簡單的語法來說，那就是【將原本需要由鍵盤輸入的數據，改由文件內容來替換】的意思。

5.1.cat

我們先由下面的cat 命令操作來了解一下什么叫做鍵盤輸入吧！

范例六：利用cat命令來建立一個文件的簡單流程。

執行后我們輸入一些東西


這里按下[ctrl]+d來退出。



由于加入>在cat后，所以這個catfile會被主動地建立，而內容就是剛剛鍵盤上面輸入的那兩行數據了。

唔，那我能不能用純文本文件替換鍵盤的輸入，也就是說，用某個文件的內容來替換鍵盤的敲擊？可以的，如下所示：

范例七：用stdin替換鍵盤的輸入以建立新文件的簡單流程。


注意看，這兩個文件的大小會一模一樣，幾乎像是使用cp來復制一般。

????????這東西非常有幫助，尤其是用在類似mail這種命令的使用上。

理解<之后，再來則是怪可怕的<< 這個連續兩個小于的符號了，它代表的是【結束的輸入字符】的意思。

舉例來講：我要用cat直接將輸入的信息輸出到catfile中，且當由鍵盤輸入eof時，該次輸入就結束，那我可以這樣做:

輸入eof這關鍵詞，立刻就結束而不需要輸入[ctrl]+d。且文件里只有這兩行，不會存在關鍵詞那一行

看到了嗎？利用<<右側的控制字符，我們可以終止一次輸入，而不必按下[crtl]+d來結束，這對程序寫作很有幫助。

5.2.<,<<

[root@zaishu ~]# cat  /etc/passwd
root:x:0:0:root:/root:/bin/bash
...
saslauth:x:998:76:Saslauthd user:/run/saslauthd:/sbin/nologin
oracle:x:1002:1002::/home/oracle:/bin/bash

[root@zaishu ~]# cat < /etc/passwd  //將passwd內容輸給cat，cat然后將內容輸出到屏幕
root:x:0:0:root:/root:/bin/bash
...
saslauth:x:998:76:Saslauthd user:/run/saslauthd:/sbin/nologin
oracle:x:1002:1002::/home/oracle:/bin/bash

?例2. 分界符

[root@zaishu ~]# cat << 0 //遇到0，表示跳出
> a
> b
> c
> 0
a
b
c

例3. 輸入 輸出一起用
通過重定向 將/etc/passwd 作為輸入設備，并輸出重定向到 shu.txt，最終實現將 /etc/passwd 文件中內容復制到 shu.txt 。

[root@prometheus ~]# cat < /etc/passwd > shu.txt
[root@prometheus ~]# cat shu.txt 
root:x:0:0:root:/root:/bin/bash
bin:x:1:1:bin:/bin:/sbin/nologin
daemon:x:2:2:daemon:/sbin:/sbin/nologin
adm:x:3:4:adm:/var/adm:/sbin/nologin
lp:x:4:7:lp:/var/spool/lpd:/sbin/nologin
sync:x:5:0:sync:/sbin:/bin/sync
shutdown:x:6:0:shutdown:/sbin:/sbin/shutdown
halt:x:7:0:halt:/sbin:/sbin/halt
mail:x:8:12:mail:/var/spool/mail:/sbin/nologin
operator:x:11:0:operator:/root:/sbin/nologin
games:x:12:100:games:/usr/games:/sbin/nologin
ftp:x:14:50:FTP User:/var/ftp:/sbin/nologin
nobody:x:99:99:Nobody:/:/sbin/nologin
systemd-network:x:192:192:systemd Network Management:/:/sbin/nologin
dbus:x:81:81:System message bus:/:/sbin/nologin
polkitd:x:999:998:User for polkitd:/:/sbin/nologin
sshd:x:74:74:Privilege-separated SSH:/var/empty/sshd:/sbin/nologin
postfix:x:89:89::/var/spool/postfix:/sbin/nologin
prometheus:x:998:996::/home/prometheus:/bin/bash
node_exporter:x:997:995::/home/node_exporter:/bin/bash

?6.為何要使用命令輸出重定向？

好了，那么為何要使用命令輸出重定向？

我們來說一說吧！

  • 屏幕輸出的信息很重要，而且我們需要將它存下來的時候；
  • 后臺執行中的程序，不希望它干擾屏幕正常的輸出結果時;
  • 一些系統的計劃任務命令（例如寫在/etc/crontab中的文件）的執行結果，希望它可以存下來時；
  • 一些執行命令的可能已知錯誤信息時，想以【2>? /dev/null】將它丟掉時；
  • 錯誤信息與正確信息需要分別輸出時。

·當然還有很多的功能，最簡單的就是網友們常常問到的：為何我的root 都會收到系統crontab傳來的錯誤信息？

這個東西是常見的錯誤，而如果我們已經知道這個錯誤信息是可以忽略的時候，嗯，【2> errorfile】這個功能就很重要了。了解了嗎？

例題
問:? 假設我要將echo "error message”以標準錯誤的格式來輸出，該如何處置？
答：
既然有2>&1來將2>轉到1>去，那么應該也會有1>&2吧？

????????沒錯，就是這個概念，因此你可以這樣做：

  • [dmtsai@study -]$?echo "error message" 1>&2
  • [dmtsai@study -]$?echo "error message" 2> /dev/null 1>&2

你會發現第一條有信息輸出到屏幕上，第二條則沒有信息，這表示該信息已經通過2>/dev/null丟到垃圾桶中了，可以肯定是錯誤信息。

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