linux shell重定向

掘金標題中不能出現<>符號。。。各位看官不要介意。。。

背景

我們經常能在shell指令碼中發現>/dev/null 2>&1這樣的語句。以前的我並沒有去深入地理解這段命令的作用，照搬照用，直到上週我將這段命令不小心寫成了2>&1 >/dev/null，出了一點小問題之後，我才開始去了解這段命令背後的“玄機”。

shell重定向介紹

就像我們平時寫的程式一樣，一段程式會處理外部的輸入，然後將運算結果輸出到指定的位置。在互動式的程式中，輸入來自使用者的鍵盤和滑鼠，結果輸出到使用者的螢幕，甚至播放裝置中。而對於某些後臺執行的程式，輸入可能來自於外部的一些檔案，運算的結果通常又寫到其他的檔案中。而且程式在執行的過程中，會有一些關鍵性的資訊，比如異常堆疊，外部介面呼叫情況等，這些都會統統寫到日誌檔案裡。

shell指令碼也一樣，但是我們一般在使用shell命令的時候，更多地還是通過鍵盤輸入，然後在螢幕上檢視命令的執行結果。如果某些情況下，我們需要將shell命令的執行結果儲存到檔案中，那麼我們就需要使用輸入輸出的重定向功能。

檔案描述符

當執行shell命令時，會預設開啟3個檔案，每個檔案有對應的檔案描述符來方便我們使用：

型別	檔案描述符	預設情況	對應檔案控制程式碼位置
標準輸入（standard input）	0	從鍵盤獲得輸入	/proc/slef/fd/0
標準輸出（standard output）	1	輸出到螢幕（即控制檯）	/proc/slef/fd/1
錯誤輸出（error output）	2	輸出到螢幕（即控制檯）	/proc/slef/fd/2

所以我們平時在執行shell命令中，都預設是從鍵盤獲得輸入，並且將結果輸出到控制檯上。但是我們可以通過更改檔案描述符預設的指向，從而實現輸入輸出的重定向。比如我們將1指向檔案，那麼標準的輸出就會輸出到檔案中。

輸出重定向

輸出重定向的使用方式很簡單，基本的一些命令如下：

命令	介紹
command >filename	把標準輸出重定向到新檔案中
command 1>filename	同上
command >>filename	把標準輸出追加到檔案中
command 1>>filename	同上
command 2>filename	把標準錯誤重定向到新檔案中
command 2>>filename	把標準錯誤追加到新檔案中

我們使用>或者>>對輸出進行重定向。符號的左邊表示檔案描述符，如果沒有的話表示1，也就是標準輸出，符號的右邊可以是一個檔案，也可以是一個輸出裝置。當使用>時，會判斷右邊的檔案存不存在，如果存在的話就先刪除，然後建立一個新的檔案，不存在的話則直接建立。但是當使用>>進行追加時，則不會刪除原來已經存在的檔案。

為了更好地理解輸出重定向，感受重定向的“魅力”，我們看一下以下的例子：我們建立一個測試目錄，目錄下面僅有一個a.txt檔案。

# tree
.
└── a.txt

0 directories, 1 file
# ls a.txt b.txt
ls: 無法訪問b.txt: 沒有那個檔案或目錄
a.txt複製程式碼

在我們執行ls a.txt b.txt之後，一共有兩種輸出，其中ls: 無法訪問b.txt: 沒有那個檔案或目錄是錯誤輸出，a.txt是標準輸出。

# ls a.txt b.txt 1>out
ls: 無法訪問b.txt: 沒有那個檔案或目錄
# cat out
a.txt
# ls a.txt b.txt >>out
ls: 無法訪問b.txt: 沒有那個檔案或目錄
# cat out
a.txt
a.txt複製程式碼

在上述命令中，我們將原來的標準輸出重定向到了out檔案中，所以控制檯只剩下了錯誤提示。並且當執行了追加操作時，out檔案的內容非但沒有被清空，反而又多了一條a.txt。

同理，我們也可以將錯誤輸出重定向到檔案中：

# ls a.txt b.txt 2>err
a.txt
# cat err
ls: 無法訪問b.txt: 沒有那個檔案或目錄
# ls a.txt b.txt >out 2>err
# cat out
a.txt
# cat err
ls: 無法訪問b.txt: 沒有那個檔案或目錄複製程式碼

看到這裡，朋友們可能會發現>out 2>err和我們在一開頭提到的>/dev/null 2>&1已經很像了，別急，這待會再說。

輸入重定向

在理解了輸出重定向之後，理解輸入重定向就會容易得多。對輸入重定向的基本命令如下：

命令	介紹
command <filename	以filename檔案作為標準輸入
command 0<filename	同上
command <<delimiter	從標準輸入中讀入，直到遇到delimiter分隔符

我們使用<對輸入做重定向，如果符號左邊沒有寫值，那麼預設就是0。

我們這次以cat命令為例，如果cat後面沒有跟檔名的話，那它的作用就是將標準輸入（比如鍵盤）回顯到標準輸出（比如螢幕）上：

# cat
123
123
test
test複製程式碼

我們可以將利用輸入重定向，將我們在鍵盤上敲入的字元寫入到檔案中。我們需要使用ctrl+c來結束輸入：

# cat >out
123
test
^C
# cat out
123
test複製程式碼

好了，此時我們覺得自己在鍵盤上敲比較累，還是直接讓cat讀取一個檔案吧。那麼我們需要利用輸入重定向：

# cat input
aaa
111
# cat >out < input
# cat out
aaa
111複製程式碼

神奇的事情發生了，out檔案裡面的內容被替換成了input檔案裡的內容。那麼<<又是什麼作用呢？我們再看：

# cat >out << end
> 123
> test
> end
# cat out
123
test複製程式碼

我們看到，當我們輸入完cat >out <<end，然後敲下回車之後，命令並沒有結束，此時cat命令像一開始一樣，等待你給它輸入資料。然後當我們敲入end之後，cat命令就結束了。end之前輸入的字元都已經被寫入到了out檔案中。這就是輸入分割符的作用。

高階用法

重定向繫結

好了，在有了以上知識的基礎上，我們再來看開頭提到的>/dev/null 2>&1。這條命令其實分為兩命令，一個是>/dev/null，另一個是2>&1。

1. >/dev/null

這條命令的作用是將標準輸出1重定向到/dev/null中。/dev/null代表linux的空裝置檔案，所有往這個檔案裡面寫入的內容都會丟失，俗稱“黑洞”。那麼執行了>/dev/null之後，標準輸出就會不再存在，沒有任何地方能夠找到輸出的內容。

2. 2>&1

這條命令用到了重定向繫結，採用&可以將兩個輸出繫結在一起。這條命令的作用是錯誤輸出將和標準輸出同用一個檔案描述符，說人話就是錯誤輸出將會和標準輸出輸出到同一個地方。

linux在執行shell命令之前，就會確定好所有的輸入輸出位置，並且從左到右依次執行重定向的命令，所以>/dev/null 2>&1的作用就是讓標準輸出重定向到/dev/null中（丟棄標準輸出），然後錯誤輸出由於重用了標準輸出的描述符，所以錯誤輸出也被定向到了/dev/null中，錯誤輸出同樣也被丟棄了。執行了這條命令之後，該條shell命令將不會輸出任何資訊到控制檯，也不會有任何資訊輸出到檔案中。

>/dev/null 2>&1 VS 2>&1 >/dev/null

再回到文章的開頭，我說我弄反了>/dev/null和2>&1拼裝的順序，導致出了一點小問題。乍眼看這兩條命令貌似是等同的，但其實大為不同。剛才提到了，linux在執行shell命令之前，就會確定好所有的輸入輸出位置，並且從左到右依次執行重定向的命令。那麼我們同樣從左到右地來分析2>&1 >/dev/null：

1. 2>&1，將錯誤輸出繫結到標準輸出上。由於此時的標準輸出是預設值，也就是輸出到螢幕，所以錯誤輸出會輸出到螢幕。
2. >/dev/null，將標準輸出1重定向到/dev/null中。

我們用一個表格來更好地說明這兩條命令的區別：

命令	標準輸出	錯誤輸出
>/dev/null 2>&1	丟棄	丟棄
2>&1 >/dev/null	丟棄	螢幕

>/dev/null 2>&1 VS >/dev/null 2>/dev/null

那麼可能會有些同學會疑問，為什麼要用重定向繫結，而不是像>/dev/null 2>/dev/null這樣子重複一遍呢。

為了回答這個問題，我們回到剛才介紹輸出重定向的場景。我們嘗試將標準輸出和錯誤輸出都定向到out檔案中：

# ls a.txt b.txt >out 2>out
# cat out
a.txt
�法訪問b.txt: 沒有那個檔案或目錄複製程式碼

WTF？竟然出現了亂碼，這是為啥呢？這是因為採用這種寫法，標準輸出和錯誤輸出會搶佔往out檔案的管道，所以可能會導致輸出內容的時候出現缺失、覆蓋等情況。現在是出現了亂碼，有時候也有可能出現只有error資訊或者只有正常資訊的情況。不管怎麼說，採用這種寫法，最後的情況是無法預估的。

而且，由於out檔案被開啟了兩次，兩個檔案描述符會搶佔性的往檔案中輸出內容，所以整體IO效率不如>/dev/null 2>&1來得高。

nohup結合

我們經常使用nohup command &命令形式來啟動一些後臺程式，比如一些java服務：

# nohup java -jar xxxx.jar &複製程式碼

為了不讓一些執行資訊輸出到前臺（控制檯），我們還會加上剛才提到的>/dev/null 2>&1命令來丟棄所有的輸出：

# nohup java -jar xxxx.jar >/dev/null 2>&1 &複製程式碼

總結

本文主要介紹了linux重定向的原理以及一些基本命令，並且詳細地分析了>/dev/null 2>&1這個命令以及一些注意點。

總而言之，在工作中用到最多的就是nohup command >/dev/null 2>&1 &命令，希望大家能夠好好掌握。

參考資料

1. linux重定向總結
2. >/dev/null 2>&1 和 2>&1 >/dev/null的區別

小問題

接著本文的場景，下面命令，錯誤輸出會輸出到什麼地方呢？同學們可以在評論區留言回答哦~

# ls a.txt b.txt 2>&1 >/dev/null 2>&1複製程式碼