Linux随笔06

第六章 I/O重定向与管道

6.1 I/O重定向

　　I/O重定向：I/O重定向是一种操作系统的功能，它允许用户将标准输入（stdin）和标准输出（stdout）重定向到其他文件或设备上。通过使用I/O重定向，用户可以将程序的输入和输出从默认的终端改变为文件或其他设备。

　　使用I/O重定向将程序的输出重定向到一个文件中，这样程序的输出就会被写入到该文件中，而不是显示在终端上。

　　在Linux中，可以使用特殊的符号来实现I/O重定向。例如，使用">"符号可以将程序的输出重定向到一个文件中，使用"<"符号可以将文件的内容作为程序的输入。此外，还有一些其他的符号和命令可以用于更复杂的I/O重定向操作。

　　用快捷键重新打开一个终端：Ctrl+Alt+T

　　eg.打开一个终端3，输入date命令，会显示当前时间。如果在date命令后加“>”并指向date.txt文件，那么结果就会写入date.txt文件。接着打开一个终端4，将终端3的date输出结果重定向到终端4

　　文件描述符：每一个进程在运行中都会打开一个文件，每一个文件都会有一个指定的数字标识，这个标识就叫文字描述符

　　文件描述符通常是非负整数，0、1、2这三个文件描述符是绝大多数进程都有的。0表示标准输入，可以理解为键盘输入；1表示标准输出，输出到终端；2表示标准错误，输出到终端；3及以上为常规文件的描述符。当一个文件被打开时，操作系统会分配一个文件描述符给该文件，并返回给应用程序。应用程序可以使用文件描述符进行对文件的读写操作，比如使用文件描述符作为参数调用read()和write()函数。

　　文件描述符发的含义：

文件描述符	通道名	说明	默认连接	用法
0	stdin	标准输入	键盘	只读
1	stdout	标准输出	终端	只写
2	stderr	标准错误	终端	只写
3+	filename	其他文件	无	可读可写/只读/只写

　　文件描述符的使用可以让应用程序和操作系统之间进行有效的交互，使得应用程序能够访问和操作文件。在进行I/O重定向时，文件描述符可以被重新指定到其他文件或设备上，从而改变程序的输入和输出。

　　eg.在/proc下随机查看一个进程打开的文件

　　重定向：在Linux系统中，重定向是一种将程序的输入或输出重定向到其他地方的方式。它可以将命令的输出发送到文件中，或者将文件作为命令的输入。

　　cat命令默认文件描述符为0，输入重定向把键盘输入改为/etc/hosts文件输入

[root@localhost suli]# cat
linux
linux
suli
suli
[root@localhost suli]# cat 0 < /etc/hosts

　　6.1.1 输出重定向

　　输出重定向：是一种将命令的输出结果重定向到指定位置的技术。在Linux系统中，通过使用特殊的符号和命令，可以将命令的输出结果重定向到文件、设备、管道等不同的位置。

　　通过输出重定向，可以将命令的输出结果保存到文件中，以便后续使用或分析；也可以将命令的输出结果传递给其他命令或程序进行处理。

　　输出重定向分为正确输出和错误输出

　　正确输出：1>、1>> 等价于>、>>，1可以省略

　　错误输出：2>、2>>

　　其中，“>”表示覆盖，“>>”表示追加

　　&>：将命令的正确结果和错误结果都输出到相同的位置

　　2>&1：将命令的错误输出和标准输出合并重定向到一个文件中

　　6.1.2 输入重定向

　　输入重定向：将外部数据（如文件、管道或其他程序）注入到进程中的技术。在Linux系统中，输入重定向符号为`<`。

　　grep命令是Linux系统中的一个强大工具，用于在文件或文本中搜索指定的模式。

　　eg.使用grep命令过滤root，没有改变输入端，默认为键盘，接着把输入重定向到/etc/passwd

　　加或不加“<”符号，输出结果都一样，但原理不一样。/etc/passwd一个是作为文件，一个是作为参数。

　　dd命令是Linux系统中一个非常实用的工具，主要用于复制（拷贝）文件和转换文件。它的全称是“data duplicator”，可以看作是Linux世界的搬运工。dd命令对于所有设备和文件都一视同仁，既可以用于备份，也可以用于快速复制系统环境

　　eg.使用dd命令从/dev/zero中读取数据并写入到file01.txt文件，每写入1MB，一共写入两次

　　使用输入重定向与输出重定向的方式也可以实现同样的功能

　　at 命令：是 Linux 系统中用于定时执行任务的命令。它可以将任务提交到队列中，并指定在特定的时间执行。

　　eg.使用at命令创建一个计划任务，从现在开始5分钟后创建用户linux，按组合键Ctrl+d结束

　　若同时创建多个用户，以此方法从键盘输入会十分繁琐，使用输入重定向会非常方便

　　6.1.3 重定向综合案例

　　eg.利用重定向建立多行文件（命令行）

　　使用echo命令重定向并不能建立多行文件，一般使用cat命令，在键盘上输入文本按回车键换行，完成后按组合键Ctrl+d结束

　　“>”表示覆盖，但在此处是指覆盖原来的file03.txt，输入的3行文本一次输出到file03.txt。如果退出后再次输出，那将覆盖掉先前的文本内容，此时就需要用“>>”进行追加。

　　每次写入文本都需要按组合键Ctrl+d结束显得比较繁琐，用户可以自定义一个结束的符号，通常使用"EOF"。

　　eg.利用重定向建立多行文件（脚本）

　　命令行和脚本都可以操纵Shell。在命令行中可以用组合键Ctrl+d退出，但在脚本中不可以。下面利用脚本创建多行文件，在脚本文件中写入文件，并加入“EOF”结束符号

　　使用bash执行该脚本：

[root@localhost suli]# bash create_file.sh
[root@localhost suli]# cat file200.txt
111
222
aaa
bbb
EOF

　　在编写脚本时，为了排版整齐，经常在“EOF”前面使用tab键缩进，同时在输入重定向符后添加“-”

[root@localhost suli]# vim create_file.sh
           cat >file300.txt <<-EOF
           111
           222
           aaa
           bbb
           EOF
[root@localhost suli]# cat file300.txt
111
222
aaa
bbb

　　eg.多条命令输出重定向

　　如果需要将两条命令输出重定向，则需要添加括号

　　让命令在后台运行，并且输出重定向到文件

　　终止后台程序

　　6.1.4 Subshell

　　Subshell是指圆括号里的命令会在另外的进程中执行。当需要让一组命令在不同的目录下执行时，采用这种方法可以不修改主脚本的目录。

　　对比不加圆括号的命令与加圆括号的命令，如下所示：

　　如果不希望某些命令的执行对当前Shell环境产生影响，请在Subshell中执行

6.2 进程管道

　　进程管道是一种在Linux系统中用于将多个进程连接起来以实现数据流动的机制。通过将一个进程的输出与另一个进程的输入相连接，可以实现数据的传递和处理。

　　管道实际上也是一种重定向，重定向字符控制输出到文件，管道控制输出到其他程序

　　管道的作用是把上一个进程的输出作为下一个进程的输入，利用管道可以把若干个命令连接在一起

　　通过使用管道，我们可以将多个命令连接在一起，实现复杂的数据处理操作。这种方式非常灵活，可以根据实际需求组合不同的命令来完成特定的任务。需要注意的是，管道连接的命令需要按照顺序依次执行，并且每个命令的输入和输出需要符合预期的格式和约定。另外，管道会将前一个命令的输出直接传递给下一个命令，因此在处理大量数据时，需要注意管道的性能和资源消耗。

　　eg.将etc/passwd/中的用户按UID数值大小排序并显示前3行