linuxI/O重定向

I/O重定向

1、 基本概念（这是理解后面的知识的前提，请务必理解）

a、 I/O重定向通常与 FD有关，常用FD有3个，为0（stdin，标准输入）、1（stdout，标准输出）、2（stderr，标准错误输出）；
b、 用 < 来改变读进的数据信道(stdin)，使之从指定的档案读进；
c、 用 > 来改变送出的数据信道(stdout, stderr)，使之输出到指定的档案；
d、 0 是 < 的默认值，因此 < 与 0<是一样的；同理，> 与 1> 是一样的；
e、 在IO重定向中，stdout 与 stderr 的管道会先准备好，才会从 stdin 读进资料；
f、 管道“|”(pipe line):上一个命令的 stdout 接到下一个命令的 stdin;
g、 exec 命令：常用来替代当前 shell 并重新启动一个 shell，换句话说，并没有启动子 shell。使用这一命令时任何现有环境都将会被清除。exec 在对文件描述符进行操作的时候，也只有在这时，exec 不会覆盖你当前的 shell 环境。

2、 基本I/O重定向

cmd > file 把 stdout 重定向到 file 文件中；
cmd >> file 把 stdout 重定向到 file 文件中(追加)；
cmd 1> fiel 把 stdout 重定向到 file 文件中；
cmd > file 2>&1 把 stdout 和 stderr 一起重定向到 file 文件中；
cmd 2> file 把 stderr 重定向到 file 文件中；
cmd 2>> file 把 stderr 重定向到 file 文件中(追加)；
cmd >> file 2>&1 把 stderr 和 stderr 一起重定向到 file 文件中(追加)；
cmd < file >file2 cmd命令以 file 文件作为 stdin，以 file2 文件作为 stdout；
cat <>file 以读写的方式打开 file；
cmd < file cmd命令以 file 文件作为 stdin；

3、 进阶I/O重定向

>&n 使用系统调用 dup (2) 复制文件描述符 n 并把结果用作标准输出；
<&n 标准输入复制自文件描述符 n；
<&- 关闭标准输入（键盘）；
>&- 关闭标准输出；
n<&- 表示将 n 号输入关闭；
n>&- 表示将 n 号输出关闭；
    上述所有形式都可以前导一个数字，此时建立的文件描述符由这个数字指定而不是缺省的 0 或 1。如：
command 2>file 运行一个命令并把错误输出(文件描述符 2)定向到 file。
command 2>&1 运行一个命令并把它的标准输出和输出合并。(严格的说是通过复制文件描述符 1 来建立文件描述符 2 ，但效果通常是合并了两个流。)

4、 I/O重定向分析
    当执行“echo helloworld > example”时，输出将会被重定向到磁盘文件example中。这是怎么被执行的呢? 我们假定在此之前该shell进程只有三个标准文件打开，文件号分别为0、1、2，以上命令行将按如下序列执行：
    (1) 打开或创建磁盘文件example，如果example中原来有内容，则清除原来内容，其文件号为3。
    (2) 通过dup()复制文件stdout，即将文件号1出的file结构指针复制到文件号4处，目的是将stdout的file指针暂时保存一下
    (3) 关闭stdout，即1号文件，但是由于4号文件对stdout也同时有个引用，所以stdout文件并未真正关闭，只是腾出1号文件号位置。
    (4) 通过dup()，复制3号文件（即磁盘文件example），由于1号文件关闭，其位置空缺，故3号文件被复制到1号，即进程中原来指向stdout的指针指向了example。
    (5) 通过系统调用fork()和exec()创建子进程并执行echo，子进程在执行echo前已关闭3号和4号文件，只留下0、1、2三个文件，这时的1号文件已经不是stdout而是磁盘文件example了。当echo向stdout文件写入“helloworld”时就写入到了example中。
    (6) 回到shell后，再用dup()将1号恢复至stdout，这样shell就恢复了0、1、2三个标准输入/输出文件。

    可见，当echo程序（或其他）在运行的时候并不知道stdout（对于stdin和stderr同样）指向什么，进程与实际输出文件或设备的结合是在运行时由其父进程完成的,从而简化了子进程的设计。