IO Redirect 與 Pipe

　　對於任何一個進程，在啓動時，都會打開三個流：stdin（標準輸入）, stdout（標準輸出）, stderr（標準錯誤輸出）。Stdout,stderr是process與Display之間，stdin是process與keyboard之間。也就是說系統的標準輸入輸出，是進程與設備間交流的橋樑。

　　可是在不少狀況下，咱們的程序數據並不來自於標準輸入，咱們在使用標準輸出時，也不但願寫到顯示器上，多是文件，網絡，打印機等。這時候就須要IO Redirect來做用了。還有，爲了方便使用等，咱們但願將寫到Stdout的數據做爲另一個進程的輸入，其實這也是IO redirect的一種，不過它有個特殊的名字——pipe。

• 一、IORedirect
  • 1.1 File Handle(File Description)
  • 1.2 基本的重定向操做符 > <
    • 1.2.1 右邊是文件
    • 1.2.2 右邊是FD
  • 1.3 操做符變體 >>
• 二、Pipe

 

 　　      

 

一、IO Redirect

1.1 File handle （File Description）

       操做系統內核會爲每個進程分配不少file handler(也叫 File Description)，其中初始時會分配3個handle，用數字0,1,2來表示，分別分配給了stdin, stdout, stderr。其餘的則是隨着須要分配的。

       這樣一來，就能夠直接使用0,1,2來表示Stdio了。

 

在linux上使用lsof -p pid查看一個進程打開了哪些文件。下面是一個查看運行中的top命令的狀況：

 

 

 

1.2 基本的重定向操做符：>與<

　　< 將標準輸入(stdin, 0)重定向，也就是說數據來源不是鍵盤，而是其餘，例如文件等。

　　> 將標準輸出(stdout, 1)重定向，也就是說數據再也不寫到顯示器，而是其餘地方。

　　其中在 >,< 操做符的左邊，只能是FD，右邊多是file,也能夠是FD等。此外， <等價於 <1， >等價於1>，因此2> 就是將標準錯誤輸出(stderr, 2)重定向。

 

　　IO redirect的本質是什麼呢？在我看來本質是FD的賦值。怎麼理解呢？

　　默認狀況下一個，一個進程（例如：ls）是這樣的：

 

對於一個進程而言：
#0 = keyboard
#1 = display
#2 = display

 

1.2.1 操做符右邊是文件

ls >a：表明了 fd1=a
#0 = keyboard
#1 = a
#2 = display

Ls 3>a ：表明了fd3=a

sort<file.txt ：表明了fd0=file.txt

 

1.2.2 操做符右邊是FD

若是但願在多個FD之間進行賦值運算，那麼就用>&或者<&。

那麼理解上仍是 >時賦值運算符，&則是dup2系統調用了。

2>&1的意思就是 對 FD1執行dup2,獲得FD1的拷貝，而後賦值給FD2，也就是說FD1指向了誰，FD2也去指向誰。

 

例如：

3>file.txt 2>&3 表明了：FD3-->file.txt，那麼FD2--->file.txt

須要注意的是：>自己不要求文件必須是存在的，可是通過了上述複製並賦值操做和後，啓動進程之初就要準備好相應的流，此時就須要文件file.txt必須是存在的。

 

 

1.3 變體操做符 >>

 

若是將stdout或者stderr 重定向到一個文件，但文件裏已經有內容，會是什麼結果呢？使用 > file時，文件中已有的內容會被truncate掉，也就是文件內容被清除了。

若是想要保留文件內容怎麼辦呢？

有一個變體操做符：>> 以append的方式重定向。

 

 

二、Pipe

       若是但願將輸出內容，直接做爲另一個程序的輸入，這種技術成爲Pipe，可以進行Pipe的進程，必須是父子進程。用「|」 來表示管道。Pipe也是進程間通訊的一種技術。

例如：lsof -p pid | grep xxx ，父進程是 lsof, 子進程是grep。

 

本篇內容適用於 Windows,Linux,Unix等操做系統。