shell 中的>/dev/null 2>&1 是什么鬼?

背景

我们经常能在shell脚本中发现>/dev/null 2>&1这样的语句。以前的我并没有去深入地理解这段命令的作用,照搬照用,直到上周我将这段命令不小心写成了2>&1 >/dev/null,出了一点小问题之后,我才开始去了解这段命令背后的“玄机”。

shell重定向介绍

就像我们平时写的程序一样,一段程序会处理外部的输入,然后将运算结果输出到指定的位置。在交互式的程序中,输入来自用户的键盘和鼠标,结果输出到用户的屏幕,甚至播放设备中。而对于某些后台运行的程序,输入可能来自于外部的一些文件,运算的结果通常又写到其他的文件中。而且程序在运行的过程中,会有一些关键性的信息,比如异常堆栈,外部接口调用情况等,这些都会统统写到日志文件里。

shell脚本也一样,但是我们一般在使用shell命令的时候,更多地还是通过键盘输入,然后在屏幕上查看命令的执行结果。如果某些情况下,我们需要将shell命令的执行结果存储到文件中,那么我们就需要使用输入输出的重定向功能。

文件描述符

当执行shell命令时,会默认打开3个文件,每个文件有对应的文件描述符来方便我们使用:

类型 文件描述符 默认情况 对应文件句柄位置
标准输入(standard input) 0 从键盘获得输入 /proc/slef/fd/0
标准输出(standard output) 1 输出到屏幕(即控制台) /proc/slef/fd/1
错误输出(error output) 2 输出到屏幕(即控制台) /proc/slef/fd/2

所以我们平时在执行shell命令中,都默认是从键盘获得输入,并且将结果输出到控制台上。但是我们可以通过更改文件描述符默认的指向,从而实现输入输出的重定向。比如我们将1指向文件,那么标准的输出就会输出到文件中。

输出重定向

输出重定向的使用方式很简单,基本的一些命令如下:

命令 介绍
command >filename 把标准输出重定向到新文件中
command 1>filename 同上
command >>filename 把标准输出追加到文件中
command 1>>filename 同上
command 2>filename 把标准错误重定向到新文件中
command 2>>filename 把标准错误追加到新文件中

我们使用>或者>>对输出进行重定向。符号的左边表示文件描述符,如果没有的话表示1,也就是标准输出,符号的右边可以是一个文件,也可以是一个输出设备。当使用>时,会判断右边的文件存不存在,如果存在的话就先删除,然后创建一个新的文件,不存在的话则直接创建。但是当使用>>进行追加时,则不会删除原来已经存在的文件。

为了更好地理解输出重定向,感受重定向的“魅力”,我们看一下以下的例子:我们创建一个测试目录,目录下面仅有一个a.txt文件。

在我们执行ls a.txt b.txt之后,一共有两种输出,其中ls: 无法访问b.txt: 没有那个文件或目录是错误输出,a.txt是标准输出。

在上述命令中,我们将原来的标准输出重定向到了out文件中,所以控制台只剩下了错误提示。并且当执行了追加操作时,out文件的内容非但没有被清空,反而又多了一条a.txt

同理,我们也可以将错误输出重定向到文件中:

看到这里,朋友们可能会发现>out 2>err和我们在一开头提到的>/dev/null 2>&1已经很像了,别急,这待会再说。

输入重定向

在理解了输出重定向之后,理解输入重定向就会容易得多。对输入重定向的基本命令如下:

命令 介绍
command <filename 以filename文件作为标准输入
command 0<filename 同上
command <<delimiter 从标准输入中读入,直到遇到delimiter分隔符

我们使用<对输入做重定向,如果符号左边没有写值,那么默认就是0

我们这次以cat命令为例,如果cat后面没有跟文件名的话,那它的作用就是将标准输入(比如键盘)回显到标准输出(比如屏幕)上:

 

我们可以将利用输入重定向,将我们在键盘上敲入的字符写入到文件中。我们需要使用ctrl+c来结束输入:

 

好了,此时我们觉得自己在键盘上敲比较累,还是直接让cat读取一个文件吧。那么我们需要利用输入重定向:

神奇的事情发生了,out文件里面的内容被替换成了input文件里的内容。那么<<又是什么作用呢?我们再看:

我们看到,当我们输入完cat >out <<end,然后敲下回车之后,命令并没有结束,此时cat命令像一开始一样,等待你给它输入数据。然后当我们敲入end之后,cat命令就结束了。end之前输入的字符都已经被写入到了out文件中。这就是输入分割符的作用。

高级用法

重定向绑定

好了,在有了以上知识的基础上,我们再来看开头提到的>/dev/null 2>&1。这条命令其实分为两命令,一个是>/dev/null,另一个是2>&1

1. >/dev/null

这条命令的作用是将标准输出1重定向到/dev/null中。/dev/null代表linux的空设备文件,所有往这个文件里面写入的内容都会丢失,俗称“黑洞”。那么执行了>/dev/null之后,标准输出就会不再存在,没有任何地方能够找到输出的内容。

2. 2>&1

这条命令用到了重定向绑定,采用&可以将两个输出绑定在一起。这条命令的作用是错误输出将和标准输出同用一个文件描述符,说人话就是错误输出将会和标准输出输出到同一个地方。

linux在执行shell命令之前,就会确定好所有的输入输出位置,并且从左到右依次执行重定向的命令,所以>/dev/null 2>&1的作用就是让标准输出重定向到/dev/null中(丢弃标准输出),然后错误输出由于重用了标准输出的描述符,所以错误输出也被定向到了/dev/null中,错误输出同样也被丢弃了。执行了这条命令之后,该条shell命令将不会输出任何信息到控制台,也不会有任何信息输出到文件中

>/dev/null 2>&1 VS 2>&1 >/dev/null

再回到文章的开头,我说我弄反了>/dev/null2>&1拼装的顺序,导致出了一点小问题。乍眼看这两条命令貌似是等同的,但其实大为不同。刚才提到了,linux在执行shell命令之前,就会确定好所有的输入输出位置,并且从左到右依次执行重定向的命令。那么我们同样从左到右地来分析2>&1 >/dev/null

  1. 2>&1,将错误输出绑定到标准输出上。由于此时的标准输出是默认值,也就是输出到屏幕,所以错误输出会输出到屏幕。
  2. >/dev/null,将标准输出1重定向到/dev/null中。

我们用一个表格来更好地说明这两条命令的区别:

命令 标准输出 错误输出
>/dev/null 2>&1 丢弃 丢弃
2>&1 >/dev/null 丢弃 屏幕

>/dev/null 2>&1 VS >/dev/null 2>/dev/null

那么可能会有些同学会疑问,为什么要用重定向绑定,而不是像>/dev/null 2>/dev/null这样子重复一遍呢。

为了回答这个问题,我们回到刚才介绍输出重定向的场景。我们尝试将标准输出和错误输出都定向到out文件中:

WTF?竟然出现了乱码,这是为啥呢?这是因为采用这种写法,标准输出和错误输出会抢占往out文件的管道,所以可能会导致输出内容的时候出现缺失、覆盖等情况。现在是出现了乱码,有时候也有可能出现只有error信息或者只有正常信息的情况。不管怎么说,采用这种写法,最后的情况是无法预估的。

而且,由于out文件被打开了两次,两个文件描述符会抢占性的往文件中输出内容,所以整体IO效率不如>/dev/null 2>&1来得高。

nohup结合

我们经常使用nohup command &命令形式来启动一些后台程序,比如一些java服务:

为了不让一些执行信息输出到前台(控制台),我们还会加上刚才提到的>/dev/null 2>&1命令来丢弃所有的输出:

总结

本文主要介绍了linux重定向的原理以及一些基本命令,并且详细地分析了>/dev/null 2>&1这个命令以及一些注意点。

总而言之,在工作中用到最多的就是nohup command >/dev/null 2>&1 &命令,希望大家能够好好掌握。

参考资料

  1. linux重定向总结
  2. >/dev/null 2>&1 和 2>&1 >/dev/null的区别

小问题

接着本文的场景,下面命令,错误输出会输出到什么地方呢?同学们可以在评论区留言回答哦~

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