第二十七课 LinuxShell编程五之呈现数据

说明：本文部分内容均摘取自书籍《Linux命令行与shell脚本编程大全》，版权归原作者所有。《Linux命令行与shell脚本编程大全》（第三版）第十五章学习总结

第十五章：呈现数据

本章内容

再探重定向
标准输入和输出
报告错误
丢弃错误
丢弃数据
创建日志文件

15.1 理解输入和输出

两种显示脚本输出的方法

在显示器屏幕上显示输出
将输出重定向到文件中

15.1.1 标准文件描述符

Linux系统将每个对象当做文件处理，这包括输入和输出进程
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，可以唯一标识回话中打开的文件
每个进程一次最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

Linux的标准文件描述符

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

STDIN文件描述符代表shell的标准输入
对终端界面来说，标准输入时键盘
shell从STDIN文件描述符对应的键盘获得输入，在用户输入时处理每个字符
使用输入重定向符号（<）时，读取文件并能够提取数据

使用cat命令用testfile文件中的行作为输入

编写testfile文件

This is first line.
This is a test line
This is third line.

执行命令

cat < testfile

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
shell的所有输出会被定向到标准输出中，也就是显示器
默认情况下，大多数bash命令会将输出导向STDOUT文件描述符
也可以使用输出重定向来改变（>）

执行命令

ls -l > test2
cat test2
who >> test2
cat test2
ls -al badfile > test3
cat test3

当执行一个错误的命令时，shell并未将错误消息重定向到文件中

3.STDERR

shell通过特殊字符的STDERR文件描述符来处理错误消息
STDERR文件描述符代表shell的标准错误输出
shell或shell中运行的程序和脚本出错时生成的错误消息都会发送到这个位置
默认情况下，错误消息也会输出到显示器输出中
STDERR并不会随着STDOUT的重定向而发生改变

15.1.2 重定向错误

1.只重定向错误

STDERR文件描述符为2，可以选择只重定向错误消息
将文件描述符放在重定向符号前
该值必须紧紧地放在重定向符号前，否则不会生效

执行命令

ls -al badfile 2> test4
cat test4

也可以组合使用STDOUT和STDERR

执行命令

ls -la test badtest test2 2> test5
cat test5

2.重定向错误和数据

如果想重定向错误和正常输出，必须用两个重定向符号
需要在符号前面放上带重定向数据所对应的文件描述符
然后指向用于保持数据的输出文件

执行命令

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

使用特殊符号（&>）将STDOUT和STDERR的输出重定向到同一个输出文件

执行命令

ls -al test test2 test3 badtest &>test7
cat test7

15.2 在脚本中重定向输出

15.2.1 临时重定向

命令演示：echo "This is an error message" >&2
命令说明：手动生成错误信息并输出重定向到STDERR

编写test8.sh脚本

#!/bin/bash
echo "This is an error" >&2
echo "This is normal output"

执行命令

./test8.sh
./test8.sh 2>test9
cat test9

15.2.2 永久重定向

使用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

编写test10.sh脚本

#!/bin/bash
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"

执行命令

./test10.sh
cat testout

也可以在脚本执行过程中重定向STDOUT

编写test11.sh脚本

#!/bin/bash
exec 2>testerror

echo "this is the start of the script"
echo "now redirecting all output to another location"

exec 1>testout

echo "Theis out should go to the testout file"
echo "but this should go to testerror file" >&2

执行命令

./test11.sh
cat testout
cat testerror

15.3 在脚本中重定向输入

命令演示：exec 0< testfile
命令说明：使用与脚本重定向STDOUT和STDERR相同的方法将STDIN从键盘重定向到其他位置

编写test12.sh脚本

#!/bin/bash
exec 0< testfile
count=1

while read line
do
    echo "Line #$count:$line"
    count=$[ $count + 1 ]
done

15.4 创建自己的重定向

在脚本中重定向输入和输出时，并不局限这3个默认的文件描述符
在shell中最多可以有9个打开的文件描述符
可以将其他6个从3~8的文件描述符中的任意一个分配给文件

15.4.1 创建输出文件描述符

使用exec命令来给输出分配文件描述符

编写test13.sh脚本

#!/bin/bash

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"

执行命令

./test13.sh
cat test13out

命令演示：exec 3>>test13out
命令说明：使用exec命令来讲输出追加到现有文件中

15.4.2 重定向文件描述符

在脚本中临时重定向输出，然后恢复默认输出设置

编写test14.sh脚本

#!/bin/bash

exec 3>&1
exec 1>test14out

echo "This should store in the output file"
echo "along with whis line"

exec 1>&3

echo "Now things should be back normal"

执行命令

./test14.sh
cat test14out

这个例子有点叫人抓狂，来一段一段地看。首先，脚本将文件描述符 3 重定向到文件描述符1
的当前位置，也就是 STDOUT 。这意味着任何发送给文件描述符 3 的输出都将出现在显示器上。
第二个 exec 命令将 STDOUT 重定向到文件，shell现在会将发送给 STDOUT 的输出直接重定向到
输出文件中。但是，文件描述符 3 仍然指向 STDOUT 原来的位置，也就是显示器。如果此时将输出
数据发送给文件描述符 3 ，它仍然会出现在显示器上，尽管 STDOUT 已经被重定向了。
在向 STDOUT （现在指向一个文件）发送一些输出之后，脚本将 STDOUT 重定向到文件描述符
3 的当前位置（现在仍然是显示器）。这意味着现在 STDOUT 又指向了它原来的位置：显示器。
这个方法可能有点叫人困惑，但这是一种在脚本中临时重定向输出，然后恢复默认输出设置
的常用方法。

15.4.3 创建输入文件描述符

可以将STDIN文件描述符保存到另外一个文件描述符，然后在读取完文件之后再将STDIN恢复到它原来的位置

编写test15.sh脚本

#!/bin/bash

exec 6<&0
exec 0< testfile

count=1
while read line
do
    echo "Line #$count:$line"
    count=$[ $count+1 ]
done

exec 0<&6
read -p "Are you done now [Y/N]?" answer
case $answer in
Y|y) echo "Goodbye" ;;
N|n) echo "Sorry,this is the end."
esac

15.4.4 创建读写文件描述符

可以用同一个文件描述符对同一个文件进行读写
在对同一个文件进行数据读写时，shell会维护一个内部指针
任何读或写都会从指针上次的位置开始

编写test16.sh脚本

#!/bin/bash

exec 3<> testfile
read line <&3
echo "Read: $line"
echo "This is a test line" >&3

testfile内容

This is the first line.
This is the second line.
This is the third line.

执行命令

cat testfile
./test16.sh
cat testfile

15.4.5 关闭文件描述符

命令格式：exec 3>&-
命令说明：在脚本结束前手动关闭文件描述符，将它重定向到特殊符号&-

在关闭文件描述符时，如果随后在脚本中打开了同一个输出文件，则会覆盖已有文件

编写test17.sh脚本

#!/bin/bash

exec 3> test17file
echo "This is a test line of data" >&3
exec 3>&-

cat test17file

exec 3> test17file
echo "This'll be bad" >&3

执行命令

./test17.sh
cat test17file

15.5 列出打开的文件描述符

使用lsof命令显示已打开的文件描述符

编写test18.sh脚本

#!/bin/bash

exec 3> test18file1
exec 6> test18file2
exec 7< testfile

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

15.6 阻止命令输出

可以将STDERR重定向到null文件的特殊文件
在Linux系统上null文件的标准位置时/dev/null
重定向到该位置的任何数据都会被丢掉
通常用于清除日志文件

命令演示：cat /dev/null > testfile
命令说明：清除testfile文件中的数据

15.7 创建临时文件

15.7.1 创建本地临时文件

命令演示：mktemp testing.XXXXXX
命令说明：mktemp命令创建一个临时文件，会自动用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。且可以创建多个临时文件，每个文件都是唯一的。

编写test19.sh脚本

#!/bin/bash

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

执行命令

./test19.sh
ls -al test19*

15.7.2 在/tmp目录创建临时文件

使用-t选项强制mktemp命令在系统的临时目录下创建该文件
mktemp命令会返回该临时文件的全路径

编写test20.sh脚本

#!/bin/bash

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

15.7.3 创建临时目录

使用-d选项告诉mktemp命令创建一个临时目录

编写test21.sh脚本

#!/bin/bash

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

执行命令

./test21.sh
ls -al
ls -al dir.zKQTCL/
cat dir.zKQTCL/temp.EZBifQ
cat dir.zKQTCL/temp.sO4oa4

15.8 记录消息

将输出同时发送到显示器和日志文件
使用tee命令，相当于管道的一个T型接头
将从STDIN过来的数据同时发往两处
一处是STDOUT，另一处时tee命令所指定的文件名：tee filename

使用-a选项将数据追加到文件中，数据显示在屏幕上的同时再永久保存在文件中

编写test22.sh脚本

#!/bin/bash

tempfile=test22file

echo "This is the start of the test" | tee $tempfile
echo "This is the second line of the test" | tee -a $tempfile
echo "This is the end of the test" | tee -a $tempfile

执行命令

./test22.sh
cat test22file

15.9 实例

案例说明：文件重定向常见于脚本需要读入文件和输出文件。通过读取.csv格式的数据文件，输出SQL INSERT语句来将数据插入数据库

编写members.csv文本

Blum,Richard,123 Main st.,Chicago,IL,60601
Blum,Barbara,123 Main st.,Chicago,IL,60601
Bresnahan,Christine,456 Oak Ave.,Columbus,OH,43201
Bresnahan,Timothy,456 Oak Ave.,Columbus,OH,43201

编写test23.sh脚本

#!/bin/bash

outfile='members.sql'
IFS=','

while read lname fname address city state zip in ${1}
do
    cat >> $outfile << EOF
    INSERT INTO members (lname,fname,address,city,state,zip) 
    VALUES('$lname','$fname','$address','$city','$state','$zip');
EOF
done

执行命令

./test23.sh < members.csv
cat members.sql

15.10 小结

bash shell允许在脚本中创建自己的文件描述符。使用mktemp可以很方便的创建临时目录及文件。tee命令便于将输出同时发送给标准输出和日志文件。