Linux输入·输出(I/O)·错误流

参考:https://www.linuxsong.org/2010/09/shell-io/
1、基本概念(这是理解后面的知识的前提,请务必理解)
a、I/O重定向通常与 FD有关,shell的FD通常为10个,即 0~9;
释 : (FD:文件标识符 -->系统为每一个打开的文件指定一个文件标识符以便系统对文件进行跟踪,文件标识符是一个数字,不同数字代表不同的含义)
b、 常用FD有3个,为0(stdin,标准输入)、1(stdout,标准输出)、2(stderr, 标准错误输出);
释 : 文件描述符0(STDIN_FILENO)与进程的标准输入相关联
文件描述符1(STDOUT_FILENO)与标准输出相关联
文件描述符2(STDERR_FILENO)与标准出错输出相关联

c、 用 < 来改变读进的数据信道(stdin),使之从指定的档案读进; d、 用 > 来改变	送出的数据信道(stdout, stderr),使之输出到指定的档案;

e、 0 是 < 的默认值,因此 < 与 0<是一样的;同理,> 与 1> 是一样的;

f、 在IO重定向 中,stdout 与 stderr 的管道会先准备好,才会从 stdin 读进资料;

g、 管道“|”(pipe line):上一个命令的 stdout 接到下一个命令的 stdin;

h、 tee 命令是在不影响原本 I/O 的情况下,将 stdout 复制一份到档案去;

i、 bash(ksh)执行命令的过程:分析命令-变量求值-命令替代(``和$( ))-重定	向-通配符展开-确定路径-执行命令;

j、 ( ) 将 command group 置于 sub-shell 去执行,也称 nested sub-shell,它有一	点非常重要的特性是:继承父shell的Standard input, output, and error plus any other 	open file descriptors。

k、 exec 命令:常用来替代当前 shell 并重新启动一个 shell,换句话说,并没有启动	子 shell。使用这一命令时任何现有环境都将会被清除,。exec 在对文件描述符进行操	作的时候,也只有在这时,exec 不会覆盖你当前的 shell 环境。

2、基本I/O
cmd > file 把 stdout 重定向到 file 文件中

cmd >> file 把 stdout 重定向到 file 文件中(追加)

cmd 1> fiel 把 stdout 重定向到 file 文件中

cmd > file 2>&1 把 stdout 和 stderr 一起重定向到 file 文件中

cmd 2> file 把 stderr 重定向到 file 文件中

cmd 2>> file 把 stderr 重定向到 file 文件中(追加)

cmd >> file 2>&1 把 stderr 和 stderr 一起重定向到 file 文件中(追加)

cmd <>file2 cmd 命令以 file 文件作为 stdin,以 file2 文件作为 stdout

cat <>file 以读写的方式打开 file

cmd < id="hmin27">cmd << id="hmin28"> 

3、进阶I/O

&n 使用系统调用 dup (2) 复制文件描述符 n 并把结果用作标准输出

<&n 标准输入复制自文件描述符 n <&- 关闭标准输入(键盘) >&- 关闭	标准输出

n<&- 表示将 n 号输入关闭 n>&- 表示将 n 号输出关闭

上述所有形式都可以前导一个数字,此时建立的文件描述符由这个数字指定而不是缺省的 0 或 1。如:

... 2>file 运行一个命令并把错误输出(文件描述符 2)定向到 file。

... 2>&1 运行一个命令并把它的标准输出和输出合并。

(严格的说是通过复制 文件描述符 1 来建立文件描述符 2 ,但效果通常是合并了两个流。)

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A.文件I/O
1)文件描述符:对于内核而言,所有打开的文件都通过文件描述符引用。文件描述符通常是一个小的非负整数,内核用它标识一个特定进程正在访问的文件。当内核打开一个已有文件或创建一个新文件时,它返回一个文件描述符。

2)按照惯例,UNIX系统shell使用文件描述符0(STDIN_FILENO)与进程的标准输入相关联,文件描述符1(STDOUT_FILENO)与标准输出相关联,文件描述符2(STDERR_FILENO)与标准出错输出相关联。这是各种shell以及很多应用程序使用的惯例,而与UNIX内核无关。尽管如此,如果不遵照这种惯例,那么很多UNIX系统应用程序就不能正常工作。

3)可用的文件I/O函数——打开文件,读文件,写文件等。UNIX系统中的大多数文件I/O只需用到5个函数:open、read、write、lseek以及close。它们是不带缓冲的I/O,都使用文件描述符。在使用read和write函数时,选定不同大小的缓冲区(保存读和写的数据),效率是不同的。存在一个最佳效率的缓冲区大小,就是缓冲区大小等于文件系统的块长。
B.标准I/O
1)对于标准I/O库,它们的操作则是围绕流进行的。当用标准I/O库打开或创建一个文件时,使用一个流与一个文件相关联。当打开一个流时,标准I/O函数fopen返回一个指向FILE对象的指针。该对象通常是一个结构,它包含了标准I/O库为管理该流所需要的所有信息,包括:用于实际I/O的文件描述符,指向用于该缓冲区的指针、缓冲区的长度、当前在缓冲区中的字符数以及出错标志等。

2)预定义了三个标准I/O流,分别为三个文件指针stdin,stdout和stderr。

3)标准I/O库提供缓冲的目的是尽可能减少使用read和write调用的次数。它对每个I/O流自动地进行缓冲管理,从而避免了应用程序需要考虑这一点所带来的麻烦。标准I/O提供三种类型的缓冲:全缓冲、行缓冲和不带缓冲。

4)后者是在前者的基础上扩充而来的,在大多数情况下,用后者。

C.两者的区别
1)前者属于低级IO,后者是高级IO。

2)前者返回一个文件描述符(用户程序区的),后者返回一个文件指针。

3)前者无缓冲,后者有缓冲。
4)前者与 read, write 等配合使用, 后者与 fread, fwrite等配合使用。

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转载自blog.csdn.net/cdsn_lm97/article/details/83141475