# I/O重定向

## I/O 重定向

在UNIX系统中，获取输入和写入输出的流是预定义的。总是有三个默认文件打开：

* `stdin` 是输入数据源（键盘）
* `stdout` 是输出数据源（屏幕）
* `stderr` 是标准错误输出源（错误消息输出到屏幕）

这些以及任何其他打开的文件都可以被重定向。重定向简单地说就是捕获来自文件、命令、程序、脚本甚至脚本内代码块的输出，并将其作为输入发送到另一个文件、命令、程序或脚本。

### 基本重定向操作

```bash
## command_output >
# 将stdout重定向到文件
# 如果文件不存在则创建，否则覆盖它
$ ls -la > ls_result.txt

## : > filename
# '>' 将文件 'filename' 截断为零长度
# 如果文件不存在，创建零长度文件（与 'touch' 效果相同）
# ':' 用作虚拟占位符，不产生输出
$ : > empty_file.txt

## command_output >>
# 将stdout重定向到文件
# 如果文件不存在则创建，否则追加到它
$ ls -la >> ls_result.txt
```

### 文件描述符重定向

每个打开的文件都会被分配一个[文件描述符](/linux-an-quan/overview/file-descriptor.md)。`stdin`、`stdout`和`stderr`的文件描述符分别是`0`、`1`和`2`。对于打开的额外文件，保留描述符`3`到`9`。

```bash
## m>n
# 'm' 是文件描述符，如果未显式设置则默认为1
# 'n' 是文件名
# 文件描述符 'm' 重定向到文件 'n'
$ ls -la > ls_result.txt
$ ls -la 1>ls_result.txt
$ ./script.sh 2>error.log

## m>&n
# 'm' 是文件描述符，如果未设置则默认为1
# 'n' 是另一个文件描述符
$ ./script.sh 2>&1 > log.txt

## &>filename
# 将stdout和stderr都重定向到文件 'filename'
$ ./script.sh &>filename

## < filename
# 从文件接受输入
$ grep "*some*" <filename
$ grep "*some*" 0<filename
```

### 高级重定向技巧

#### 合并输出流

```bash
# 将stderr重定向到stdout
$ command 2>&1

# 将stdout和stderr都重定向到文件
$ command &> output.txt
$ command > output.txt 2>&1

# 将stdout重定向到文件，stderr重定向到另一个文件
$ command > stdout.txt 2> stderr.txt
```

#### 输入重定向

```bash
# 从文件读取输入
$ command < input.txt

# 从here document读取输入
$ command << EOF
line1
line2
EOF

# 从here string读取输入
$ command <<< "hello world"
```

#### 进程替换

```bash
# 将命令的输出作为文件使用
$ diff <(command1) <(command2)

# 将多个命令的输出合并
$ cat <(ls) <(pwd)
```

### 防止意外覆盖

你可以通过在shell中设置`noclobber`选项来确保没有任何重定向会破坏现有文件：

```bash
$ set -o noclobber
$ sort file.txt > file.txt
-bash: file.txt: cannot overwrite existing file

# 临时覆盖
$ sort file.txt >| file.txt

# 关闭noclobber
$ set +o noclobber
```

### 实用示例

#### 日志记录

```bash
# 将正常输出和错误分别记录到不同文件
$ ./script.sh > success.log 2> error.log

# 将所有输出记录到同一文件
$ ./script.sh > all.log 2>&1

# 同时输出到屏幕和文件
$ ./script.sh 2>&1 | tee output.log
```

#### 调试

```bash
# 仅显示错误
$ ./script.sh 2> error.log >/dev/null

# 静默模式（仅显示错误）
$ ./script.sh >/dev/null

# 丢弃所有输出
$ ./script.sh >/dev/null 2>&1
```

## 参考资料

* [How Unix Works: Become a Better Software Engineer](https://neilkakkar.com/unix.html) - 深入了解UNIX工作原理
* [Advanced Bash-Scripting Guide: I/O Redirection](https://tldp.org/LDP/abs/html/io-redirection.html) - 高级Bash脚本编写指南
* [Bash Redirections Cheat Sheet](https://mywiki.wooledge.org/BashGuide/InputAndOutput#Redirections) - Bash重定向速查表


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