Перенаправление ввода-вывода в Linux

Published by Leave your thoughts

Встроенные возможности перенаправления в Linux предоставляют вам широкий набор инструментов, используемых упрощения для всех видов задач. Умение управлять различными потоками ввода-вывода в значительно увеличит производительность, как при разработке сложного программного обеспечения, так и при управлении файлами с помощью командной строки.

Потоки ввода-вывода

Ввод и вывод в окружении Linux распределяется между тремя потоками:

  • Стандартный ввод (standard input, stdin, поток номер 0)
  • Стандартный вывод (standard output, stdout, номер 1)
  • Стандартная ошибка, или поток диагностики (standard error, stderr, номер 2)

При взаимодействии пользователя с терминалом стандартный ввод передается через клавиатуру пользователя. Стандартный вывод и стандартная ошибка отображаются на терминале пользователя в виде текста. Все эти три потока называются стандартными потоками.

Стандартный ввод

Стандартный входной поток обычно передаёт данные от пользователя к программе. Программы, которые предполагают стандартный ввод, обычно получают входные данные от устройства (например, клавиатуры). Стандартный ввод прекращается по достижении EOF (end-of-file, конец файла). EOF указывает на то, что больше данных для чтения нет.

Чтобы увидеть, как работает стандартный ввод, запустите программу cat. Название этого инструмента означает «concatenate» (связать или объединить что-либо). Обычно этот инструмент используется для объединения содержимого двух файлов. При запуске без аргументов cat открывает командную строку и принимает содержание стандартного ввода.

cat

Теперь введите несколько цифр:

1
2
3
ctrl-d

Вводя цифру и нажимая enter, вы отправляете стандартный ввод запущенной программе cat, которая принимает эти данные. В свою очередь, программа cat отображает полученный ввод в стандартном выводе.

Пользователь может задать EOF, нажав ctrl-d, после чего программа cat остановится.

Стандартный вывод

Стандартный вывод записывает данные, сгенерированные программой. Если стандартный выходной поток не был перенаправлен, он выведет текст в терминал. Попробуйте запустить следующую команду для примера:

echo Sent to the terminal through standard output

Команда echo без дополнительных опций отображает на экране все аргументы, переданные ей в командной строке.

Теперь запустите echo без аргументов:

echo

Команда вернёт пустую строку.

Стандартная ошибка

Этот стандартный поток записывает ошибки, создаваемые программой, которая вышла из строя. Как и стандартный вывод, этот поток отправляет данные в терминал.

Рассмотрим пример потока ошибок команды ls. Команда ls отображает содержимое каталогов.

Без аргументов эта команда возвращает содержимое текущего каталога. Если указать в качестве аргумента ls имя каталога, команда вернёт его содержимое.

ls %

Поскольку каталога % не существует, команда вернёт стандартную ошибку:

ls: cannot access %: No such file or directory

Перенаправление потоков

Linux предоставляет специальные команды для перенаправления каждого потока. Эти команды записывают стандартный вывод в файл. Если вывод перенаправлен в несуществующий файл, команда создаст новый файл с таким именем и сохранит в него перенаправленный вывод.

Команды с одной угловой скобкой переписывают существующий контент целевого файла:

  • > — стандартный вывод
  • < — стандартный ввод
  • 2> — стандартная ошибка

Команды с двойными угловыми скобками не переписывают содержимое целевого файла:

  • >> — стандартный вывод
  • << — стандартный ввод
  • 2>> — стандартная ошибка

Рассмотрим следующий пример:

cat > write_to_me.txt
a
b
c
ctrl-d

В данном примере команда cat используется для записи выходных данных в файл.

Просмотрите содержимое write_to_me.txt:

cat write_to_me.txt

Команда должна вернуть:

a
b
c

Снова перенаправьте cat в файл write_to_me.txt и введите три цифры.

cat > write_to_me.txt
1
2
3
ctrl-d

Теперь проверьте содержимое файла.

cat write_to_me.txt

Команда должна вернуть:

1
2
3

Как видите, файл содержит только последние выходные данные, поскольку в команде, перенаправляющей выход, использовалась одна угловая скобка.

Теперь попробуйте запустить ту же команду с двумя угловыми скобками:

cat >> write_to_me.txt
a
b
c
ctrl-d

Откройте write_to_me.txt:

1
2
3
a
b
c

Команды с двойными угловыми скобками не перезаписывают существующий контент, а дополняют его.

Конвейеры

Конвейеры (pipes) перенаправляют потоки вывода одной команды на вход другой. При этом данные, передаваемые второй программе, не отображаются в терминале. На экране данные появятся только после обработки второй программой.

Конвейеры в Linux представлены вертикальной чертой.

*|*

Например:

ls | less

Такая команда передаст вывод ls (содержимое текущего каталога) программе less, которая отображает передаваемые ей данные построчно. Как правило, ls выводит содержимое каталогов подряд, не разбивая на строки. Если перенаправить вывод ls в less, то последняя команда разделит вывод на строки.

Как видите, конвейер может перенаправить вывод одной команды на вход другой, в отличие от > и >>, которые перенаправляют данные только в файлы.

Фильтры

Фильтры – это команды, которые могут изменить перенаправление и вывод конвейера.

Примечание: Фильтры также являются стандартными командами Linux, которые можно использовать и без конвейера.

  • find – выполняет поиск файла по имени.
  • grep – выполняет поиск текста по заданному шаблону.
  • tee – перенаправляет стандартный ввод в стандартный вывод и один или несколько файлов.
  • tr – поиск и замена строк.
  • wc – подсчёт символов, строк и слов.

Примеры перенаправления ввода-вывода

Теперь, когда вы ознакомились с основными понятиями и механизмами перенаправления, рассмотрим несколько базовых примеров их использования.

команда > файл

Такой шаблон перенаправляет стандартный вывод команды в файл.

ls ~ > root_dir_contents.txt

Эта команда передает содержимое root каталога системы в качестве стандартного вывода и записывает вывод в файл root_dir_contents. Это удалит все предыдущее содержимое в файле, так как в команде использована одна угловая скобка.

команда > /dev/null

/dev/null – это специальный файл (так называемое «пустое устройство»), который используется для подавления стандартного потока вывода или диагностики, чтобы избежать нежелательного вывода в консоль. Все данные, попадающие в /dev/null, сбрасываются. Перенаправление в /dev/null обычно используется в сценариях оболочки.

ls > /dev/null

Такая команда сбрасывает стандартный выходной поток, возвращаемый командой ls, передав его в /dev/null.

команда 2 > файл

Этот шаблон перенаправляет стандартный поток ошибок команды в файл, перезаписывая его текущее содержимое.

mkdir '' 2> mkdir_log.txt

Эта команда перенаправит ошибку, вызванную неверным именем каталога, и запишет её в log.txt. Обратите внимание: ошибка по-прежнему отображается в терминале.

команда >> файл

Этот шаблон перенаправляет стандартный выход команды в файл, не переписывая текущего содержимого файла.

echo Written to a new file > data.txt
echo Appended to an existing file's contents >> data.txt

Эта пара команд сначала перенаправляет вводимый пользователем текст в новый файл, а затем вставляет его в существующий файл, не переписывая его содержимого.

команда 2>>файл

Этот шаблон перенаправляет стандартный поток ошибок команды в файл, не перезаписывая существующего содержимого файла. Он подходит для создания логов ошибок программы или сервиса, поскольку содержимое лога не будет постоянно обновляться.

find '' 2> stderr_log.txt
wc '' 2>> stderr_log.txt

Приведенная выше команда перенаправляет сообщение об ошибке, вызванное неверным аргументом find, в файл stderr_log.txt, а затем добавляет в него сообщение об ошибке, вызванной недействительным аргументом wc.

команда | команда

Этот шаблон перенаправляет стандартный выход первой команды на стандартный вход второй команды.

find /var lib | grep deb

Эта команда ищет в каталоге /var и его подкаталогах имена файлов и расширения deb и возвращает пути к файлам, выделяя шаблон поиска красным цветом.

команда | tee файл

Такой шаблон перенаправляет стандартный вывод команды в файл и переписывает его содержимое, а затем отображает перенаправленный выход в терминале. Если указанного файла не существует, он создает новый файл.

В данном шаблоне команда tee, как правило, используется для просмотра вывода программы и одновременного сохранения его в файл.

wc /etc/magic | tee magic_count.txt

Такая команда передаёт количество символов, строк и слов в файле magic (Linux использует его для определения типов файлов) команде tee, которая отправляет эти данные в терминал и в файл magic_count.txt.

команда | команда | команда >> файл

Этот шаблон перенаправляет стандартный вывод первой команды и фильтрует ее через следующие две команды, а затем добавляет окончательный результат в файл.

ls ~ | grep *tar | tr e E >> ls_log.txt

Такая команда отправляет вывод ls для каталога root команде grep. В свою очередь, grep ищет в полученных данных файлы tar. После этого результат grep передаётся команде tr, которая заменит все символы е символом Е. Полученный результат будет добавлен в файл ls_log.txt (если такого файла не существует, команда создаст его автоматически).

Заключение

Функции перенаправления ввода-вывода в Linux сначала кажутся слишком сложными. Однако работа с перенаправлением – один из важнейших навыков системного администратора.

Чтобы узнать больше о какой-либо команде, используйте:

man command | less

Например:

man tee | less

Такая команда вернёт полный список команд для tee.

Tags:

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *


*

Можно использовать следующие HTML-теги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>