Linux 管道操作符详解 |
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一起养成写作习惯!这是我参与「掘金日新计划 · 4 月更文挑战」的第1天,点击查看活动详情。 管道操作符 : |我们在Linux下经常要用到管道操作符,也就是"|",即一个竖线。 这个操作符的作用对于经常使用Linux的人来说,看上去十分直观: 不就是将前一个指令的结果交给后一个指令吗? 举个例子: cat system.log | grep hello上面的指令可以让我们过滤出system.log这个文件中包含hello字符串的行,然后打印到屏幕上。 什么叫指令的结果问题就来了,一个指令的结果是什么,这个说法十分混淆。 是指这个指令输出的日志? 是指这个指令的返回码?(有些人可能不知道这东西) 还是指啥啥啥的? 实际上,指令的结果这个概念并没有一个严格定义,所以当我们说,一个指令的结果的时候,经常跟业务场景有关系。比如说,一个图像处理程序的结果,就应该是一个图像,这才是合乎常理的。 如何描述 cat 指令的行为首先我们来看一下 cat system.log 这个指令的行为。 也就是将 system.log 中的内容打印到屏幕上。 这个过程可以细说,因为将内容打印到屏幕上实际上还是不够准确。 那么这里就不得不牵扯出Linux下文件的一些概念。 程序打开文件以及文件描述符在 Linux 系统中,一个程序是可以打开一个文件的,这个很容易理解。 那么进程(一般正在运行的程序称之为进程)是如何管理文件的呢? 那就是用文件描述符这种东西,这是一个数字以及与之相关联的一堆数据。 一个进程打开一个文件,就会创建一个新的文件描述符,这个数字一般是自增的。比如说,当前的文件描述符是100。那么再打开一个新的文件,这个新的文件的描述符就是101。当然进程如果关闭文件,这个描述符是可以重复利用的。这里不多扯。 如果用图来表示这个概念,应该是下面的样子: 我们可以看出,不同的数字代表了不同的文件。 那么在哪里能列出一个进程所打开的文件呢? 在Linux下,可以先找到这个进程的PID,假设是 20000 进入如下的目录: cd /proc/20000/fd这个目录存放的就是 20000 这个进程所打开的文件了。ls一下,如图: 正如我所描述的那样,都是数字。 一些约定俗成的描述符从上面的图中,我们看到,描述符是从0开始的。 那么0是什么文件呢? 在Linux下,每一个进程启动的时候,都会默认打开三个文件,用0 ,1, 2来当做他们的描述符。 那么0, 1, 2分别代表哪三个文件呢? 0 : 代表标准输入 1 : 代表标准输出 2 : 代表错误输出也许上面的描述,还是不够清晰。 再进一步,一般来说, 标准输入,就是指 键盘输入 标准输出,就是指输出到屏幕 错误输出,也是指输出到屏幕 文件描述符的作用如果你在Linux下,写过读取键盘输入的程序,那么就这样理解。 你读取的其实就是 0 这个描述符所代表的文件的内容:也就是键盘。 如果你使用过类似 print 这种函数,打印过日志的话,那么其实就是往 1 这个描述符所代表的文件里输出内容,对,这个内容通过屏幕展现出来了。 实际上,这种读取和写入的操作,对于所有文件来说都是一样的,至少在使用上来说,是一样的。 都是先打开一个文件,给他一个描述符,然后针对这个描述符进行读或者写。 文件和键盘输入的关系键盘输入这种操作,在Linux里,会变成一个文件操作,就类似普通的文件那样。 这就是Linux的设计,一切皆是文件。不仅仅键盘操作和屏幕打印是文件操作。 网络连接读取数据啥的,也都是文件操作,这些也都会产生文件描述符。 一个进程同时拥有的文件描述符是有上限的,这个上限可以设置。 如果你不信,你可以试试同时打开一万个文件,看看会不会报错,如果报错,观察一下是报的什么错。 可能是这样的错误: too many opened files 回到管道操作符 | cat system.log | grep hello我们现在再来描述上面整个指令: 1. cat system.logcat这个程序打开了system.log这个文件,将system.log的内容,写入 1 这个文件,也就是屏幕上。 2. grep hellogrep 这个程序,试图从 0这个文件中读取数据,然后找到包含hello的行,然后把找到的行,写入到1这个文件中,也就是屏幕上 3. 管道的作用就是将前一个程序的1绑定到后一个程序的0。 于是,整体才会走通,要不然,cat 的结果就会打印到屏幕,而不是给了 grep。 |
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