Bash中的＆符号和文件描述符如何理解

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在我们探究大多数链式 Bash 命令中出现的所有的杂项符号（&、|、;、>、<、{、[、(、)、]、} 等等）的任务中，我们一直在仔细研究 & 符号。

上次，我们看到了如何使用 & 把可能需要很长时间运行的进程放到后台运行。但是，＆ 与尖括号 < 结合使用，也可用于将输出或输出通过管道导向其他地方。

在 前面的 尖括号教程中，你看到了如何使用 >，如下：

ls > list.txt

将 ls 输出传递给 list.txt 文件。

现在我们看到的是简写：

ls 1> list.txt

在这种情况下，1 是一个文件描述符，指向标准输出（stdout）。

以类似的方式，2 指向标准错误输出（stderr）：

ls 2> error.log

所有错误消息都通过管道传递给 error.log 文件。

回顾一下：1> 是标准输出（stdout），2> 是标准错误输出（stderr）。

第三个标准文件描述符，0< 是标准输入（stdin）。你可以看到它是一个输入，因为箭头（<）指向0，而对于 1 和 2，箭头（>）是指向外部的。

标准文件描述符有什么用？

如果你在阅读本系列以后，你已经多次使用标准输出（1>）的简写形式：>。

例如，当（假如）你知道你的命令会抛出一个错误时，像 stderr（2）这样的东西也很方便，但是 Bash 告诉你的东西是没有用的，你不需要看到它。如果要在 home/ 目录中创建目录，例如：

mkdir newdir

如果 newdir/ 已经存在，mkdir 将显示错误。但你为什么要关心这些呢？（好吧，在某些情况下你可能会关心，但并非总是如此。）在一天结束时，newdir 会以某种方式让你填入一些东西。你可以通过将错误消息推入虚空（即 `/dev/null）来抑制错误消息：

mkdir newdir 2> /dev/null

这不仅仅是 “让我们不要看到丑陋和无关的错误消息，因为它们很烦人”，因为在某些情况下，错误消息可能会在其他地方引起一连串错误。比如说，你想找到 /etc 下所有的 .service 文件。你可以这样做：

find /etc -iname "*.service"

但事实证明，在大多数系统中，find 显示的错误会有许多行，因为普通用户对 /etc 下的某些文件夹没有读取访问权限。它使读取正确的输出变得很麻烦，如果 find 是更大的脚本的一部分，它可能会导致行中的下一个命令排队。

相反，你可以这样做：

find /etc -iname "*.service" 2> /dev/null

而且你只得到你想要的结果。

文件描述符入门

单独的文件描述符 stdout 和 stderr 还有一些注意事项。如果要将输出存储在文件中，请执行以下操作：

find /etc -iname "*.service" 1> services.txt

工作正常，因为 1> 意味着 “发送标准输出且自身标准输出（非标准错误）到某个地方”。

但这里存在一个问题：如果你想把命令抛出的错误信息记录到文件，而结果中没有错误信息你该怎么做？上面的命令并不会这样做，因为它只写入 find 正确的结果，而：

find /etc -iname "*.service" 2> services.txt

只会写入命令抛出的错误信息。

我们如何得到两者？请尝试以下命令：

find /etc -iname "*.service" &> services.txt

…… 再次和 & 打个招呼！

我们一直在说 stdin（0）、stdout（1）和 stderr（2）是“文件描述符”。文件描述符是一种特殊构造，是指向文件的通道，用于读取或写入，或两者兼而有之。这来自于将所有内容都视为文件的旧  UNIX 理念。想写一个设备？将其视为文件。想写入套接字并通过网络发送数据？将其视为文件。想要读取和写入文件？嗯，显然，将其视为文件。

因此，在管理命令的输出和错误的位置时，将目标视为文件。因此，当你打开它们来读取和写入它们时，它们都会获得文件描述符。

这是一个有趣的效果。例如，你可以将内容从一个文件描述符传递到另一个文件描述符：

find /etc -iname "*.service" 1> services.txt 2>&1

这会将 stderr 导向到 stdout，而 stdout 通过管道被导向到一个文件中 services.txt 中。

它再次出现：& 发信号通知 Bash 1 是目标文件描述符。

标准文件描述符的另一个问题是，当你从一个管道传输到另一个时，你执行此操作的顺序有点违反直觉。例如，按照上面的命令。它看起来像是错误的方式。你也行像这样阅读它：“将输出导向到文件，然后将错误导向到标准输出。” 看起来错误输出会在后面，并且在输出到标准输出（1）已经完成时才发送。

但这不是文件描述符的工作方式。文件描述符不是文件的占位符，而是文件的输入和（或）输出通道。在这种情况下，当你做 1> services.txt 时，你的意思是 “打开一个写管道到 services.txt 并保持打开状态”。1 是你要使用的管道的名称，它将保持打开状态直到该行的结尾。

如果你仍然认为这是错误的方法，试试这个：

find /etc -iname "*.service" 2>&1 1>services.txt

并注意它是如何不工作的；注意错误是如何被导向到终端的，而只有非错误的输出（即 stdout）被推送到 services.txt。

这是因为 Bash 从左到右处理 find 的每个结果。这样想：当 Bash 到达 2>&1 时，stdout （1）仍然是指向终端的通道。如果 find 给 Bash 的结果包含一个错误，它将被弹出到 2，转移到 1，然后留在终端！

然后在命令结束时，Bash 看到你要打开 stdout（1） 作为到 services.txt 文件的通道。如果没有发生错误，结果将通过通道 1 进入文件。

相比之下，在：

find /etc -iname "*.service" 1>services.txt 2>&1

1 从一开始就指向 services.txt，因此任何弹出到 2 的内容都会导向到 1 ，而 1 已经指向最终去的位置 services.txt，这就是它工作的原因。

在任何情况下，如上所述 &> 都是“标准输出和标准错误”的缩写，即 2>&1。

这可能有点多，但不用担心。重新导向文件描述符在 Bash 命令行和脚本中是司空见惯的事。

关于Bash中的＆符号和文件描述符如何理解就分享到这里了，希望以上内容可以对大家有一定的帮助，可以学到更多知识。如果觉得文章不错，可以把它分享出去让更多的人看到。