Shell编程—数据展示

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1. 标准文件描述符

Linux用文件描述符（file descriptor）来标识每个文件对象。文件描述符是一个非负整数，可以唯一标识会话中打开的文件。每个进程一次多可以有九个文件描述符。出于特殊目的，bash shell保留了前三个文件描述符（0、1和2）：

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

1. STDIN ：代表shell的标准输入。对终端界面来说，标准输入是键盘。

2. STDOUT ： STDOUT文件描述符代表shell的标准输出。在终端界面上，标准输出就是终端显示器。

3. STDERR ： STDERR文件描述符处理错误消息。STDERR文件描述符代表shell的标准错误输出。

1.1 重定向错误

1. 只重定向错误

$ ls -al test badtest test2 2> test5

-rw-rw-r-- 1 rich rich 158 2014-10-16 11:32 test2

$ cat test5

ls: cannot access test: No such file or directory

ls: cannot access badtest: No such file or directory

2. 重定向错误和数据

$ ls -al test test2 test3 badtest 2> test6 1> test7

$ cat test6

ls: cannot access test: No such file or directory

ls: cannot access badtest: No such file or directory

$ cat test7

-rw-rw-r-- 1 rich rich 158 2014-10-16 11:32 test2

-rw-rw-r-- 1 rich rich   0 2014-10-16 11:33 test3

2 在脚本中重定向输出

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

2.1 临时重定向

如果有意在脚本中生成错误消息，可以将单独的一行输出重定向到STDERR。你所需要做的是使用输出重定向符来将输出信息重定向到STDERR文件描述符。在重定向到文件描述符时，你必须在文件描述符数字之前加一个&：

echo "This is an error message" >&2

这行会在脚本的STDERR文件描述符所指向的位置显示文本，而不是通常的STDOUT。

2.2 永久重定向

如果脚本中有大量数据需要重定向，那重定向每个echo语句就会很烦琐。这时可以用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：

$ cat test10

#!/bin/bash

# redirecting all output to a file

exec 1>testout

 echo "This is a test of redirecting all output"

 echo "from a script to another file."

 echo "without having to redirect every individual line"

$ ./test10

$ cat testout

This is a test of redirecting all output

from a script to another file.

without having to redirect every individual line

exec命令会启动一个新shell并将STDOUT文件描述符重定向到文件。脚本中发给STDOUT的所有输出会被重定向到文件。

3 在脚本中重定向输入

exec命令允许你将STDIN重定向到Linux系统上的文件中：

exec 0< testfile

例子：

$ cat test12

#!/bin/bash

# redirecting file input

 exec 0< testfile

 count=1

 while read line

 do

    echo "Line #$count: $line"

    count=$[ $count + 1 ]

 done

$ ./test12

Line #1: This is the first line.

Line #2: This is the second line.

Line #3: This is the third line.

4 创建自己的重定向

在脚本中重定向输入和输出时，并不局限于这3个默认的文件描述符。在shell 中多可以有9个打开的文件描述符。其他6个从3~8的文件描述符均可用作输入或输出重定向。你可以将这些文件描述符中的任意一个分配给文件，然后在脚本中使用它们。

创建输出文件描述符

可以用exec命令来给输出分配文件描述符。和标准的文件描述符一样，一旦将另一个文件描述符分配给一个文件，这个重定向就会一直有效，直到你重新分配。

$ cat test13

#!/bin/bash

# using an alternative file descriptor

 exec 3>test13out

 echo "This should display on the monitor"

 echo "and this should be stored in the file" >&3

 echo "Then this should be back on the monitor"

$ ./test13

This should display on the monitor

Then this should be back on the monitor

$ cat test13out

and this should be stored in the file

这个脚本用exec命令将文件描述符3重定向到另一个文件。当脚本执行echo语句时，输出内容会像预想中那样显示在STDOUT上。但你重定向到文件描述符3的那行echo语句的输出却进入了另一个文件。

5 列出打开的文件描述符

lsof命令会列出整个Linux系统打开的所有文件描述符。lsof命令位于/usr/sbin目录。

该命令会产生大量的输出。它会显示当前Linux系统上打开的每个文件的有关信息。这包括后台运行的所有进程以及登录到系统的任何用户。

常用的有-p和-d，前者允许指定进程ID（PID），后者允许指定要显示的文件描述符编号。

要想知道进程的当前PID，可以用特殊环境变量$$（shell会将它设为当前PID）。-a选项用来对其他两个选项的结果执行布尔AND运算，这会产生如下输出。

$ /usr/sbin/lsof -a -p $$ -d 0,1,2

COMMAND  PID USER   FD   TYPE DEVICE SIZE NODE NAME

bash    3344 rich    0u   CHR  136,0         2 /dev/pts/0

bash    3344 rich    1u   CHR  136,0         2 /dev/pts/0

bash    3344 rich    2u   CHR  136,0         2 /dev/pts/0

lsof的默认输出中有7 列信息：

列	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	如果有的话，表示文件的大小
NODE	本地文件的节点号
NAME	文件名

STDIN STDOUT STDERR STDIN STDOUT STDERR 件描述符都指向终端，所以输出文件的名称就是终端的设备名。

$ cat test18

#!/bin/bash

# testing lsof with file descriptors

 exec 3> test18file1

 exec 6> test18file2

 exec 7< testfile

/usr/sbin/lsof -a -p $$ -d0,1,2,3,6,7 

$ ./test18

COMMAND  PID USER   FD   TYPE DEVICE SIZE   NODE NAME

test18  3594 rich    0u   CHR  136,0           2 /dev/pts/0

test18  3594 rich    1u   CHR  136,0           2 /dev/pts/0

test18  3594 rich    2u   CHR  136,0           2 /dev/pts/0

18      3594 rich    3w   REG  253,0    0 360712 /home/rich/test18file1

18      3594 rich    6w   REG  253,0    0 360715 /home/rich/test18file2

18      3594 rich    7r   REG  253,0   73 360717 /home/rich/testfile

6 阻止命令输出

null文件跟它的名字很像，文件里什么都没有。可以将STDERR重定向到一个叫作null文件的特殊文件。shell输出到null文件的任何数据都不会保存，全部都被丢掉了。比如：

$ ls -al > /dev/null $ cat /dev/null

下面是避免出现错误消息，也无需保存它们的一个常用方法：

$ ls -al badfile test16 2> /dev/null

-rwxr--r--    1 rich     rich          135 Oct 29 19:57 test16*

可以在输入重定向中将/dev/null作为输入文件。由于/dev/null文件不含有任何内容，通常用它来快速清除现有文件中的数据，而不用先删除文件再重新创建。

$ cat testfile

This is the first line.

This is the second line.

This is the third line.

$ cat /dev/null > testfile

$ cat testfile

文件testfile仍然存在系统上，但现在它是空文件。

7 创建临时文件

mktemp命令可以在/tmp目录中创建一个唯一的临时文件。shell会创建这个文件，但不用默认的umask值。

7.1 创建本地临时文件

默认情况下，mktemp会在本地目录中创建一个文件。要用mktemp命令在本地目录中创建一个临时文件，你只要指定一个文件名模板就行了。模板可以包含任意文本文件名，在文件名末尾加上6个X就行了：

$ mktemp testing.XXXXXX

$ ls -al testing*

-rw-------   1 rich     rich      0 Oct 17 21:30 testing.UfIi13

mktemp命令会用6个字符码替换这6个X，从而保证文件名在目录中是唯一的。

mktemp命令的输出正是它所创建的文件的名字。在脚本中使用mktemp命令时，可能要将文件名保存到变量中，这样就能在后面的脚本中引用了。

$ cat test19

#!/bin/bash

# creating and using a temp file

 tempfile=$(mktemp test19.XXXXXX)

 exec 3>$tempfile

 echo "This script writes to temp file $tempfile"

 echo "This is the first line" >&3

 echo "This is the second line." >&3

 echo "This is the last line." >&3

 exec 3>&-

 echo "Done creating temp file. The contents are:"

 cat $tempfile

 rm -f $tempfile 2> /dev/null

$ ./test19

This script writes to temp file test19.vCHoya

Done creating temp file. The contents are:

This is the first line

This is the second line.

This is the last line.

$ ls -al test19*

-rwxr--r--    1 rich     rich          356 Oct 29 22:03 test19*

7.2 在 /tmp 目录创建临时文件

-t选项会强制mktemp命令来在系统的临时目录来创建该文件。mktemp命令会返回用来创建临时文件的全路径，而不是只有文件名。

$ cat test20

#!/bin/bash

# creating a temp file in /tmp

 tempfile=$(mktemp -t tmp.XXXXXX)

 echo "This is a test file." > $tempfile

 echo "This is the second line of the test." >> $tempfile

 echo "The temp file is located at: $tempfile"

 cat $tempfile

 rm -f $tempfile

$ ./test20

The temp file is located at: /tmp/tmp.Ma3390

This is a test file.

This is the second line of the test.

7.3 创建临时目录

-d选项告诉mktemp命令来创建一个临时目录而不是临时文件。

$ cat test21

#!/bin/bash

# using a temporary directory

 tempdir=$(mktemp -d dir.XXXXXX)

 cd $tempdir

 tempfile1=$(mktemp temp.XXXXXX)

 tempfile2=$(mktemp temp.XXXXXX)

 exec 7> $tempfile1

 exec 8> $tempfile2

echo "Sending data to directory $tempdir"

echo "This is a test line of data for $tempfile1" >&7

echo "This is a test line of data for $tempfile2" >&8

$ ./test21

Sending data to directory dir.ouT8S8

$ cd dir.ouT8S8

$ cat temp.N5F3O6

This is a test line of data for temp.N5F3O6

$ cat temp.SQslb7

This is a test line of data for temp.SQslb7