exec 操做文件描述符實現IO重定向

1.intruduction

exec 用來啓動一個新shell來執行指定程序,它會清除現有shell環境，而不是開啓子shell來執行命令。

exec的另外一種做用是操做文件描述符，而此時exec不會覆蓋你當前的 shell 環境 

2.sysopsis

exec 程序/命令

 

3.exec實現高級IO

IO的各類實現離不開對FD的操做，建立新的輸入或輸出文件描述符後,shell將在腳本退出時自動關閉它們，但有時也須要在腳本結束前手動關閉。

 

符號	意義
n>&m	將FD爲m的輸出複製到FD爲n的文件
n<&m	將FD爲m的輸入複製到FD爲n的文件
n>&-	關閉FD爲n的輸出，>&-表示關閉標準輸出
n<&-	關閉FD爲n的輸入，<&-表示關閉標準輸入
exec n<> filename	以讀寫方式打開文件

 

IO重定向其實就是讓已建立的FD指向其它的文件(修改其連接的文件),可使用ls -l /proc/$$/fd 來查看這些連接，而經過exec能夠很容易的建立，複製，關閉FD，從而實現自定義的重定向操做。它對FD 0,1,2的操做也沒有什麼不一樣，只不過鑑於三個FD在系統中默認屬性決定了腳本會常常對其進行重定向操做。

 

用戶能夠直接在終端反覆執行ls -l /proc/$$/fd，來觀察以下exec 對FD操做的效果，來更好的理解FD和重定向的原理。當前用戶也能夠自行編寫腳原本觀察對應進程的重定向操做（ls -l /proc/PID/fd,其中PID爲腳本進程PID）

 

 

[ade@h ~]$ exec 3>testout3               #建立FD3，

[ade@h ~]$ exec 4<>testout4           #exec 操做FD時，能夠在一條語句中作多個操做，如上面建立的FD3,FD4，能夠合併爲一條語句exec 3>testout3 4<>testout4

[ade@h ~]$ ls -l /proc/$$/fd

total 0

lr-x------. 1 ade ade 64 Jan  9 20:04 0 -> /dev/pts/4

lrwx------. 1 ade ade 64 Jan  9 20:04 1 -> /dev/pts/4

lrwx------. 1 ade ade 64 Jan  9 20:04 2 -> /dev/pts/4

lrwx------. 1 ade ade 64 Jan  9 20:04 255 -> /dev/pts/4

lrwx------. 1 ade ade 64 Jan  9 20:04 3 -> /home/ade/testout3

lr-x------. 1 ade ade 64 Jan  9 20:04 4 -> /home/ade/testout4

[ade@h ~]$ echo "first line to FD3" >&3

[ade@h ~]$ cat testout

first line to FD3

[ade@h ~]$ echo "first line to FD4" >&4

[ade@h ~]$ cat testout2

first line to FD4

------------------------------------------------------------

[ade@h ~]$ exec 13>&3 14>&4     #複製FD3,FD4

[ade@h ~]$ ll /proc/$$/fd

total 0

lr-x------. 1 ade ade 64 Jan 10 10:41 0 -> /dev/pts/0

lrwx------. 1 ade ade 64 Jan 10 10:41 1 -> /dev/pts/0

lrwx------. 1 ade ade 64 Jan 10 10:41 13 -> /home/ade/testout3

lrwx------. 1 ade ade 64 Jan 10 10:41 14 -> /home/ade/testout4

lrwx------. 1 ade ade 64 Jan 10 10:41 2 -> /dev/pts/0

lrwx------. 1 ade ade 64 Jan 10 10:42 255 -> /dev/pts/0

lrwx------. 1 ade ade 64 Jan 10 10:41 3 -> /home/ade/testout3

lr-x------. 1 ade ade 64 Jan 10 10:41 4 -> /home/ade/testout4

[ade@h ~]$ echo "second line to FD3" >&13

[ade@h ~]$ cat testout3

first line to FD3

second line to FD3

-------------------------------------

[ade@h ~]$ exec 3>testout-rein     #重定向FD3

[ade@h ~]$ ll /proc/$$/fd

total 0

lr-x------. 1 ade ade 64 Jan 10 10:41 0 -> /dev/pts/0

lrwx------. 1 ade ade 64 Jan 10 10:41 1 -> /dev/pts/0

lrwx------. 1 ade ade 64 Jan 10 10:41 13 -> /home/ade/testout3

lrwx------. 1 ade ade 64 Jan 10 10:41 14 -> /home/ade/testout4

lrwx------. 1 ade ade 64 Jan 10 10:41 2 -> /dev/pts/0

lrwx------. 1 ade ade 64 Jan 10 10:42 255 -> /dev/pts/0

lrwx------. 1 ade ade 64 Jan 10 10:41 3 -> /home/ade/testout-rein

lr-x------. 1 ade ade 64 Jan 10 10:41 4 -> /home/ade/testout4

[ade@h ~]$ echo "redirect line to testout-rein" >&3

[ade@h ~]$ cat testout-rein

redirect line to testout-rein

[ade@h ~]$ exec 3>&13            #重定向後恢復FD 3

[ade@h ~]$ echo "third line to FD3" >&3

[ade@h ~]$ cat testout3

first line to FD3

second line to FD3

third line to FD3

[ade@h ~]$ ll /proc/$$/fd

total 0

lr-x------. 1 ade ade 64 Jan 10 10:41 0 -> /dev/pts/0

lrwx------. 1 ade ade 64 Jan 10 10:41 1 -> /dev/pts/0

lrwx------. 1 ade ade 64 Jan 10 10:41 13 -> /home/ade/testout3

lrwx------. 1 ade ade 64 Jan 10 10:41 14 -> /home/ade/testout4

lrwx------. 1 ade ade 64 Jan 10 10:41 2 -> /dev/pts/0

lrwx------. 1 ade ade 64 Jan 10 10:42 255 -> /dev/pts/0

lrwx------. 1 ade ade 64 Jan 10 10:41 3 -> /home/ade/testout3

lr-x------. 1 ade ade 64 Jan 10 10:41 4 -> /home/ade/testout4

 

---------------------------------------------------

[ade@h ~]$ exec 3>&- 4>&-  #關閉FD 3，FD 4

[ade@h ~]$ ll /proc/$$/fd

total 0

lr-x------. 1 ade ade 64 Jan 10 10:41 0 -> /dev/pts/0

lrwx------. 1 ade ade 64 Jan 10 10:41 1 -> /dev/pts/0

lrwx------. 1 ade ade 64 Jan 10 10:41 13 -> /home/ade/testout3

lrwx------. 1 ade ade 64 Jan 10 10:41 14 -> /home/ade/testout4

lrwx------. 1 ade ade 64 Jan 10 10:41 2 -> /dev/pts/0

lrwx------. 1 ade ade 64 Jan 10 10:42 255 -> /dev/pts/0

[ade@h ~]$ exec 13>&- 14>&-

[ade@h ~]$ ll /proc/$$/fd

total 0

lr-x------. 1 ade ade 64 Jan 10 10:41 0 -> /dev/pts/0

lrwx------. 1 ade ade 64 Jan 10 10:41 1 -> /dev/pts/0

lrwx------. 1 ade ade 64 Jan 10 10:41 2 -> /dev/pts/0

lrwx------. 1 ade ade 64 Jan 10 10:42 255 -> /dev/pts/0

------------------------------------------------------------------

[ade@h ~]$ lsof -a -p $$ -d 0,1,2,3,4                                #lsof查看全部打開的FD

COMMAND   PID USER   FD   TYPE DEVICE SIZE/OFF    NODE NAME

bash    10016  ade    0r   CHR  136,0      0t0       3 /dev/pts/0

bash    10016  ade    1u   CHR  136,0      0t0       3 /dev/pts/0

bash    10016  ade    2u   CHR  136,0      0t0       3 /dev/pts/0

bash    10016  ade    3u   REG  253,1        0 1050063 /home/ade/testout3

bash    10016  ade    4r   REG  253,1       18 1050116 /home/ade/testout4

 

其它的FD操做都是一樣的道理

exec 6<&0    #新建輸入FD 6

exec 0<testin #重定向輸入

exec 0<&6 #恢復默認輸入

exec 3>&13 4>&14  13>&- 14>&- 恢復FD 3,FD 4, 關閉FD 13, FD 14. 同時4個FD操做

 

示例1:輸入重定向與恢復

cat execin.sh

#!/bin/bash

#將FD 0複製到FD 8,用於恢復FD 0

exec 8<&0                         #建立了輸入文件描述符8

exec < loggg                      #或者exec 0< loggg 腳本中重定向輸入

read a

read b

echo "------------------------"

echo $a

echo $b

 

echo "close FD 8:"

# 0<&8 將FD 8 複製到FD 0 ,即恢復

# 8<&- 關閉FD 8,以供其它進程使用

exec 0<&8 8<&-

 

echo -n " pls enter data:"

read c                                                #標準輸出恢復成鍵盤輸入

echo $c

 

示例2：輸出重定向與恢復

這是臨時重定向腳本輸出後再將輸出設置爲普通設置的常見方式。

cat execout.sh

#!/bin/bash

#將FD 1複製到FD 8,用於恢復FD 1

exec 8>&1 #建立了輸出文件描述符8

exec > loggg                 #腳本中標準輸出重定向

 

echo "output of date"

date

echo "output of df"

df

 

# 1>&8 將FD 8複製到FD 1,即恢復

#8>&- 關閉FD 8

exec 1>&8 8>&-

 

echo "------------------------"

echo "output of date"

date

echo "output of df"

df

 

示例3：重定向標準錯誤輸出與恢復

cat execerr.sh

#!/bin/bash

#將FD 1複製到FD 8,FD 2複製到FD 9,以供重定向以後恢復

exec 8>&1 9>&2

#將標準輸出與標準錯誤輸出重定向到loggg文件

exec &> loggg

 

ls z*           #有錯誤輸出

date

 

#恢復FD1,FD2,關閉FD8,FD9

exec 1<&8 2>&9 8>&- 9>&-

 

echo "----------------"

echo "closed FD 8 and 9:"

ls z*

date

示例4:exec 建立讀取/寫入文件描述符

文件打開進行讀寫操做時，有一個指針指向操做文件的位置，讀寫操做時應該注意指針位置的移動，不然易形成讀寫混亂或都寫覆蓋

#!/bin/bash

exec 3<> testfile

read line <&3

echo "read: $line"

echo " this is a test line " >&3

4.參考

關於IO重定向和文件描述符的理解，請參考IO重定向與文件描述符