shell编程(九) : [shell基础] 呈现数据

接上一篇文章shell编程(八) : [shell基础] 处理用户输入

- - 3.4 呈现数据
  - - 3.4.1 关于输入和输出
    - 3.4.2 重定向标准错误
    - - 1.只重定向标准错误
      - 2.同时重定向标准错误和标准输出
    - 3.4.3 在脚本中使用重定向
    - - 1. 临时重定向
      - 2. 永久重定向
    - 3.4.4 创建自己的重定向
    - 3.4.5 列出打开的文件描述符
    - 3.4.5 阻止命令输出
    - 3.4.6 创建临时文件/目录
    - 3.4.7 记录消息（日志）

3.4 呈现数据

有时我们需要将脚本的输出重定向到屏幕或文件来展示相关的信息，接下来介绍怎么实现这一功能。

3.4.1 关于输入和输出

在Linux中有一个理念“一切皆文件”，包括进程的输入输出，进程的输入输出操作文件就是文件描述符，如下：

文件描述符	缩写	描述
0	STDIN	标准输入
1	STDOUT	标准输出
2	STDERR	标准错误

这三个特殊文件描述符会处理脚本的输入和输出。shell用它们将shell默认的输入和输出导向到相应的位置。

3.4.2 重定向标准错误

前面介绍过重定向输出和重定向输入，对于标准错误，可以用同样的方法。由于错误也属于输出，所以重定向错误也使用 >符号。以前我们用 >符号其实包含了缺省值，即 1> ，代表重定向标准输出，如果要指定重定向标准错误，就要使用 2>。

标准输出和标准错误可以单独重定向也可以同时重定向。

1.只重定向标准错误

重定向标准错误前，输出错误和命令行的打印内容，重定向标准错误后，只有命令行的打印内容，错误被重定向写入了 test 文件。

2.同时重定向标准错误和标准输出

将标准输出重定向到了文件 test1，将标准错误重定向到了文件 test2，可以用这种方法将脚本的正常输出和脚本生成的错误消息分离开来，以便于有针对性的存储。

也可以将标准错误和标准输出重定向到同一个文件，但不是使用 1> test 2> test ，bash shell提供了另一个重定向符号 &>

3.4.3 在脚本中使用重定向

可以在脚本中用 STDOUT 和 STDERR 文件描述符以在多个位置生成输出，只要简单地重定向相应的文件描述符就行了。重定向输出同理。

有两种方法来在脚本中重定向输出：

临时重定向行输出
永久重定向脚本中的所有命令

1. 临时重定向

但我们的脚本想要利用 Linux 的文件描述符输出错误信息时，可以将我们要输出的内容重定向到 STDERR文件描述符，如下：

看起来和普通输出一样，这是因为这就是普通输出，哈哈，因为默认情况下，Linux 会将 STDERR 导向 STDOUT 中，所以，这里的输出其实就是标准输出。

怎样才能看出他们的区别呢？我们将 STDERR 重定向，

可以看到，执行脚本时只输出了 STDOUT 的内容，STDERR 则被重定向到 stderr.log 中。

2. 永久重定向

如果脚本中有大量数据需要重定向，重定向每个 echo 语句就会很烦琐。可以用 exec 命令告诉shell在脚本执行期间重定向某个特定文件描述符。

其中，exec 2>testerror 将 STDERR 重定向到 testerror 文件。exec 1>testout 将 STDOUT 重定向到 testout 文件。

3.4.4 创建自己的重定向

除了 0、1、2 三个文件描述符，还有另外6个文件描述符 3-8，可以自定义这些文件描述符，如下：

#!/bin/bash

# 自定义文件描述符，并重定向
exec 3>test3out

# 使用文件描述符
echo "This should be stored in the file." >&3

利用自己创建的文件描述符恢复 STDOUT、STDERR 的重定向：

#!/bin/bash

# 利用自建文件描述符备份STDOUT文件描述符
exec 3>&1
exec 1>test14out
echo "This should store in the output file."
exec 1>&3
echo "Now things should be back to normal."

对于文件读写，也可以使用自建文件描述符，不过要注意文件内部指针的位置：

执行脚本后 testfile 的内容丢失了一部分，这是因为读取第一行后，文件内部指针位于第二行行首，紧接着就写入了内容，把原有的内容覆盖了。

关闭文件描述符，结束对文件的操作后，要将文件描述符重定向到特殊符号 &- 即关闭文件描述符。

关闭文件后，再使用文件描述符操作文件就会报错。

3.4.5 列出打开的文件描述符

有时打开的文件描述符过多，需要列出它们，linux提供了 lsof 命令实现这一功能。

lsof 命令会列出整个Linux系统打开的所有文件描述符。因为它会向非系统管理员用户提供Linux系统的信息，所以许多Linux系统隐藏了该命令，没有加到全局环境中。如果想使用它，需要使用绝对路径，一般它位于 /usr/sbin/lsof 。

由于lsof会显示当前Linux系统上打开的每个文件的有关信息，打印信息较多，需要过滤，所以 lsof 有许多参数选项，常用的有 :

参数选项	描述
-p PID	指定进程ID（PID）
-d 文件描述符	指定要显示的文件描述符编号
-a	对其他选项的结果执行布尔AND运算

其中，$$是特殊的环境变量，存储当前进程的ID(PID)。

lsof 的各输出字段意义：

列字段	描述
COMMAND	正在运行的命令名的前9个字符
PID	进程的PID
USER	进程属主的登录名
FD	文件描述符号以及访问类型（r代表读，w代表写，u代表读写）
TYPE	文件的类型（CHR代表字符型，BLK代表块型，DIR代表目录，REG代表常规文件）
DEVICE	设备的设备号（主设备号和从设备号）
SIZE/OFF	以字节为单位的文件大小或文件偏移量。以“0t”或“0x”开头的数据代表偏移量。
NODE	本地文件的节点号
NAME	文件名

在脚本中使用 lsof

3.4.5 阻止命令输出

有时不需要命令行输出内容，比如需要脚本在后台运行时。

这时可以将命令的输出重定向到 null 文件，它是一个特殊文件，里面什么也没有，即使写入了数据也会被系统丢掉。在Linux系统中，null 文件的标准路径是 /dev/null。

同样，可以将数据重定向到null，也可以将null的内容重定向到文件，即清空文件。

3.4.6 创建临时文件/目录

有时我们需要创建临时文件存放不需要永久保留的数据，linux为我们提供了mktemp命令和存放临时文件的目录/tmp。

系统上的任何用户账户都有权限在读写/tmp目录中的文件。

使用 mktemp 命令创建本地临时文件：

# 首先创建模板，文件名自定义，扩展名为6个大写的X
# 系统会使用数字和大小写字母在6个X的位置随机填充，且会保证文件名的唯一性
mktemp testtemp.XXXXXX

mktemp 命令的输出是创建的文件的名字。在脚本中使用mktemp命令时，可以将文件名保存到变量中，然后在后面做处理。

在系统的 tmp 目录创建临时文件也可以使用 mktemp 命令，只不过要使用-t选项：

mktemp -t testtemp.XXXXXX

这时命令返回的是临时文件的绝对路径。

使用 mktemp 的 -d 选项可以创建临时目录，目录名同样符合上面的规则：

mktemp -d testtemp.XXXXXX

大概你已经想到，同时使用 -t 和 -d 选项可以在 /tmp 目录下创建临时目录。

3.4.7 记录消息（日志）

如果希望消息即在屏幕显示，也要写入文件中，使用上面的重定向方法需要重定向两次，为了不必要的麻烦，linux提供了 tee 命令。

它可以将 STDIN 的数据同时发送到 STDOUT 和指定文件中，命令格式如下：

tee filename

hello 即在屏幕显示了，也写入了 tee.log 文件。

注意，tee 命令默认情况下每次写入是覆盖模式，如果想使用追加模式，需要加 -a 选项，如下：

文件的初始内容为 hello ，第一次写入hi 将 hello 覆盖了，第二次使用 -a 选项，写入 hello ，是追加在 hi 的后面。

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