Shell 重定向

要彻底理解重定向，我们必须先来了解这些基础知识：

文件描述符

文件描述符(FD, File descriptor)是一个表述 打开的文件 的抽象化概念。

FD是一个非负整数，本质是内核文件表(每个task都有，由内核维护)的索引值。

当程序请求打开文件时，内核执行相关操作，然后向程序返回一个FD，指代此文件。

stdin、stdout、stderr

每个进程（除了守护进程）都会默认打开这三个文件：

• stdin：标准输入文件，对应键盘，文件描述符 FD 为 0；
• stdout：标准输出文件，对应显示器，文件描述符 FD 为 1；
• stderr：标准错误文件，对应显示器，文件描述符 FD 为 2；

我们可以使用lsof -p $$命令查看当前 shell 打开的文件描述符信息；

从命令输出中可以发现 fd0、fd1、fd2 都是以 rw 读写模式打开的。

了解这些知识之后，我们再来学习一下 shell 重定向操作：

• command 0<data.file：重定向标准输入，0 表示 fd0（stdin），<表示只读方式，即不再从键盘读取数据，而是从 data.file 读取数据；

• command 1>data.file：重定向标准输出，1 表示 fd1（stdout），>表示只写方式（会清空原文件），即不再往显示器写入数据，而是往 data.file 写入数据；

• command 1>>data.file；重定向标准输出，1 表示 fd1（stdout），>>表示追加方式（不清空原文件），即不再往显示器写入数据，而是往 data.file 写入数据；

• command 2>data.file：重定向标准错误，2 表示 fd2（stderr），>表示只写方式（会清空原文件），即不再往显示器写入数据，而是往 data.file 写入数据；

• command 2>>data.file；重定向标准错误，2 表示 fd2（stderr），>>表示追加方式（不清空原文件），即不再往显示器写入数据，而是往 data.file 写入数据；

其实可以和 C 语言中的 fopen() 中的 mode 联系起来，<即rb、>即wb、>>即ab。

• <默认与fd0关联，即<和0<一样
• >或>>默认与fd1关联，即>、>>和1>、1>>一样

将 stdout、stderr 重定向到不同文件：

• command >out.log 2>err.log（写入）；
• command >>out.log 2>>err.log（追加）。

将 stdout、stderr 重定向至同一文件：

• command >log 2>&1（写入）；command >>log 2>&1（追加）；
• command 2>log 1>&2（写入）；command 2>>log 1>&2（追加）；
• command &>log（写入）；command &>>log（追加）。

三种方式产生的效果都是一样的（但里面有些细节不一样），其中第三种是简写方式，在某些时候有局限性。

如：我要将 stdout 和 stderr 合并，用管道传递给下一个命令，就不能使用方式三，只能为cmd1 2>&1 | cmd2。

合并 stdout、stderr 流到其中一个流：

• command 2>&1：将 stderr 合并到 stdout
• command 1>&2：将 stdout 合并到 stderr

heredoc

有时候我不想从 stdin 读取数据，而是想现写，这时候就可以使用<<，打开 heredoc 功能。

具体用法：command <<EOF，其中 EOF 只是一个表示结束的字符串，你可以换成任意字符串；

当你按下回车后，你就可以写入任意数据了，写完后，新起一行，输入EOF，按下回车就可以了。

• command <<EOF：不带引号的 EOF，允许 变量引用、命令替换；
• command <<'EOF'：单引号的 EOF，关闭 变量引用、命令替换；
• command <<"EOF"：双引号的 EOF，关闭 变量引用、命令替换。

无论带不带引号，heredoc 都使用单独的 EOF 行表示结束（前后不能有任何内容，且不需要引号）。

这个功能在 shell 脚本中很常用。比如，我想在脚本中输出一大段内容到一个文件中，heredoc 就派上用场了：

#!/bin/bash

# 检查参数
if [ $# -lt 2 ]; then
    echo "Usage: $0 <listen_ip> <listen_port>" 1>&2
    exit 1
fi

# 可以在 heredoc 中引用变量，非常方便
cat <<EOF >my.conf
listen_ip=$1
listen_port=$2
EOF

$ chmod +x test.sh

$ ./test.sh
Usage: ./test.sh <listen_ip> <listen_port>

$ ./test.sh 0.0.0.0 1080

$ cat my.conf
listen_ip=0.0.0.0
listen_port=1080

heredoc 变种

除了 <<EOF 外，我们还可以直接使用 <<<'string data' 或 <<<"string data" 或 <<<$'string data'（如果没有空白符也可以不加引号，第 3 种会进行转义），它们的作用是一样的（重定向 stdin），<<EOF 适用于多行文本 ，<<<string 适用于单行文本串（当然也可以多行），例子：

$ cat <<EOF
heredoc> www.baidu.com
heredoc> EOF
www.baidu.com

$ cat <<<www.baidu.com
www.baidu.com

$ cat <<<'www.baidu.com'
www.baidu.com

$ cat <<<"www.baidu.com"
www.baidu.com

$ cat <<<$'www.zfl9.com\nwww.baidu.com\nwww.google.com'
www.zfl9.com
www.baidu.com
www.google.com

重定向汇总

命令	说明
CMD FD<FILENAME	以rb方式打开 FILENAME，将 FD 指向的文件改为 FILENAME，FD 默认为 0
CMD FD>FILENAME	以wb方式打开 FILENAME，将 FD 指向的文件改为 FILENAME，FD 默认为 1
CMD FD>>FILENAME	以ab方式打开 FILENAME，将 FD 指向的文件改为 FILENAME，FD 默认为 1
CMD FD1<&FD2	将 FD2 合并至 FD1（读取），FD1 默认为 0
CMD FD1>&FD2	将 FD1 合并至 FD2（写入），FD1 默认为 1
exec FD<FILENAME	以rb方式打开 FILENAME，并分配指定 FD（限制为 0-9），默认 FD 为 0
exec FD>FILENAME	以wb方式打开 FILENAME，并分配指定 FD（限制为 0-9），默认 FD 为 1
exec FD>>FILENAME	以ab方式打开 FILENAME，并分配指定 FD（限制为 0-9），默认 FD 为 1
exec FD<>FILENAME	以rb+方式打开 FILENAME，并分配指定 FD（限制为 0-9），默认 FD 为 0
exec FD<&-	关闭 FD 的输入，实际上 FD 会被释放，默认 FD 为 0
exec FD>&-	关闭 FD 的输出，实际上 FD 会被释放，默认 FD 为 1

关于exec打开自定义描述符的一些说明：

• 在 bash-4.4.12 中测试发现，FD 没有限制，可以大于 9；
• 在 zsh-5.4.2 中测试发现，FD 被限制为 0-9，不能是其它值。