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为什么“ls > ls.out”会导致“ls.out”包含在名称列表中？

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为什么“ls > ls.out”会导致“ls.out”包含在名称列表中？

为什么会$ ls > ls.out导致 'ls.out' 包含在当前目录中的文件名称列表中？为什么选择这样做？否则为什么不呢？

答案1

在评估命令时，>首先解决重定向：因此运行时ls输出文件已经被创建。

这也是为什么在同一命令中使用重定向读写同一文件>会截断文件的原因；当命令运行时，文件已经被截断：

$ echo foo >bar
$ cat bar
foo
$ <bar cat >bar
$ cat bar
$

避免这种情况的技巧：

  • <<<"$(ls)" > ls.out（适用于在重定向解析之前需要运行的任何命令）

    命令替换在外部命令评估之前运行，因此在创建ls之前运行：ls.out

    $ ls
bar  foo
$ <<<"$(ls)" > ls.out
$ cat ls.out 
bar
foo

  • ls | sponge ls.out（适用于在重定向解析之前需要运行的任何命令）

    sponge仅当管道的其余部分执行完毕后才写入文件，因此在创建ls之前运行（随包提供）：ls.outspongemoreutils

    $ ls
bar  foo
$ ls | sponge ls.out
$ cat ls.out 
bar
foo

  • ls * > ls.out（适用于ls > ls.out的具体情况）

    文件名扩展在解析重定向之前执行，因此ls将在其参数上运行，其中不包含ls.out：

    $ ls
bar  foo
$ ls * > ls.out
$ cat ls.out 
bar
foo
$

关于为什么在程序/脚本/任何运行之前解析重定向，我没有看到具体的原因强制的但我看到了两个原因更好的这样做：

  • 如果不事先重​​定向 STDIN，程序/脚本/其他任何内容都将保持等待状态，直到 STDIN 被重定向；

  • 不事先重定向 STDOUT 必然会导致 shell 缓冲程序/脚本/任何内容的输出，直到 STDOUT 被重定向；

因此，第一种情况是浪费时间，第二种情况是浪费时间和内存。

这只是我想到的，我并不是说这些是真正的原因；但我想总而言之，如果一个人有选择的话，无论如何他们都会出于上述原因选择重定向。

答案2

从man bash：

重定向

在执行命令之前，可以使用 shell 解释的特殊符号重定向其输入和输出。重定向允许复制、打开、关闭命令的文件句柄，使其引用不同的文件，并可以更改命令读取和写入的文件。

第一句话，建议在执行命令之前将输出转移到stdin重定向以外的其他地方。因此，为了重定向到文件，文件必须首先由 shell 本身创建。

为了避免出现文件，我建议您先将输出重定向到命名管道，然后再重定向到文件。请注意使用&将终端控制权返回给用户

DIR:/xieerqi
skolodya@ubuntu:$ mkfifo /tmp/namedPipe.fifo                                                                         

DIR:/xieerqi
skolodya@ubuntu:$ ls > /tmp/namedPipe.fifo &
[1] 14167

DIR:/xieerqi
skolodya@ubuntu:$ cat /tmp/namedPipe.fifo > ls.out

但为什么？

想想看 - 输出会在哪里？一个程序有诸如printf、sprintf、之类的函数puts，默认情况下它们都转到stdout，但如果文件不存在，它们的输出能转到文件吗？这就像水。如果不先把玻璃杯放在水龙头下面，你能得到一杯水吗？

答案3

我不反对当前的答案。必须在命令运行之前打开输出文件，否则命令将无处写入其输出。

这是因为“一切都是文件”在我们的世界中。输出到屏幕的是 SDOUT（又名文件描述符 1）。对于要写入终端的应用程序，它打开fd1 并像文件一样写入其中。

当您在 shell 中重定向应用程序的输出时，您正在更改 fd1，因此它实际上指向文件。当您通过管道传输时，您会将一个应用程序的 STDOUT 更改为另一个应用程序的 STDIN (fd0)。

不过这样说很好，但你可以很容易地看看这是如何工作的strace。这相当沉重，但这个例子很短。

strace sh -c "ls > ls.out" 2> strace.out

我们可以strace.out看到以下亮点：

open("ls.out", O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC, 0666) = 3

这将打开ls.out为fd3。只写。如果存在则截断（覆盖），否则创建。

fcntl(1, F_DUPFD, 10)                   = 10
close(1)                                = 0
fcntl(10, F_SETFD, FD_CLOEXEC)          = 0
dup2(3, 1)                              = 1
close(3)                                = 0

这有点像杂耍。我们将 STDOUT（fd1）分流到 fd10 并将其关闭。这是因为我们不会用此命令向真正的 STDOUT 输出任何内容。它通过将写入句柄复制到ls.out原始句柄并关闭原始句柄来完成。

stat("/opt/wine-staging/bin/ls", 0x7ffc6bf028c0) = -1 ENOENT (No such file or directory)
stat("/home/oli/bin/ls", 0x7ffc6bf028c0) = -1 ENOENT (No such file or directory)
stat("/usr/local/sbin/ls", 0x7ffc6bf028c0) = -1 ENOENT (No such file or directory)
stat("/usr/local/bin/ls", 0x7ffc6bf028c0) = -1 ENOENT (No such file or directory)
stat("/usr/sbin/ls", 0x7ffc6bf028c0)    = -1 ENOENT (No such file or directory)
stat("/usr/bin/ls", 0x7ffc6bf028c0)     = -1 ENOENT (No such file or directory)
stat("/sbin/ls", 0x7ffc6bf028c0)        = -1 ENOENT (No such file or directory)
stat("/bin/ls", {st_mode=S_IFREG|0755, st_size=110080, ...}) = 0

这就是搜索可执行文件的过程。也许这是一个教训，不要走太长的路径 ;)

clone(child_stack=0, flags=CLONE_CHILD_CLEARTID|CLONE_CHILD_SETTID|SIGCHLD, child_tidptr=0x7f0961324a10) = 31933
wait4(-1, [{WIFEXITED(s) && WEXITSTATUS(s) == 0}], 0, NULL) = 31933
--- SIGCHLD {si_signo=SIGCHLD, si_code=CLD_EXITED, si_pid=31933, si_status=0, si_utime=0, si_stime=0} ---
rt_sigreturn()                          = 31933
dup2(10, 1)                             = 1
close(10)                               = 0

然后命令运行，父进程等待。在此操作期间，任何 STDOUT 实际上都将映射到 上的打开文件句柄ls.out。当子进程发出 时SIGCHLD，这会告诉父进程它已完成并且可以恢复。它以一些更多的操作和 结束ls.out。

为什么所以玩杂耍吗？不，我也不太清楚。

当然，您可以改变这种行为。您可以使用类似这样的方法缓冲到内存中sponge，这将在后续命令中不可见。我们仍然会影响文件描述符，但不是以文件系统可见的方式。

ls | sponge ls.out

答案4

还有一篇很好的文章shell 中重定向和管道操作符的实现。它显示了如何实现重定向，如下$ ls > ls.out所示：

main(){
    close(1); // Release fd no - 1
    open("ls.out", "w"); // Open a file with fd no = 1
    // Child process
    if (fork() == 0) {
        exec("ls"); 
    }
}

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