【linux二三轶事】重定向是啥？文件描述符是啥？

【前言】

写这篇文章的原因，是因为我在工作中遇到重定向和fd的时候，被这厮折磨的够呛。现在终于战胜了他们，当然要奏一首凯歌，率土同庆啦！

在开启正文之前，我们必须要先明白几个关键点，这对于理解后面的文章颇有帮助。而且，在阅读后面的文章时，我们也会加深对这些关键点的理解。

首先，我们要知道在linux中，一切皆文件。其实，在linux中不仅我们创建的txt，tar，sh是文件，其他的东西比如：目录，设备（字符设备，块设备），进程，线程，套接字，管道都是文件。我们所熟知的键盘和显示器属于字符设备，所以在linux中，键盘和显示器也是文件。

第二，我们和计算机的交互，本质上就是输入和输出。我们通过输入命令告诉计算机要做哪些事情，然后计算机处理后，会通过打印在屏幕或者输出文件的方式来告诉我们，它输出了什么。所以，有了第一条关键点之后，我们不难理解，linux上所有命令的处理其实可以简化为输入文件 -> 命令 -> 输出文件的形式。比如 ls，它的默认输出文件其实就是屏幕。

第三，还有一个难啃的骨头，它叫文件描述符fd（file descriptor）。fd有很多俗称，有人叫它文件句柄，也有人叫它文件引用，甚至还有人叫它通道。我觉得都可以，其实fd本身不是文件，而是一个符号，它可以指向某个文件。由此看来，我们可以把上面的形式升级为[文件描述符]输入文件->命令->[文件描述符]输出文件的形式。而实际的情况，也大抵如此。

好了，啰里啰嗦了这么多，观众老爷们该不高兴了，我们赶紧进入正文吧！

【正文】

1. linux标准

实际上，linux已经规定好了一些fd的用处。如下：

fd	缩写	描述	默认指向文件
0	stdin	标准输入	键盘
1	stdout	标准输出	屏幕
2	stderr	标准错误输出	屏幕

在linux中，有一个exec命令可以改变文件描述符所指向的文件。我们可以尝试一下，把标准输出fd1指向的文件从屏幕文件改成一个普通文件，看看会有什么效果。

exec 1>1.txt
ls

执行完上面的命令，我们会发现ls并没有打印在屏幕上，这时候我们再打开一个终端，打开1.txt文件。是不是会出现刚才ls的内容呢？
顺便提一下一个知识点，有的时候我们会看到这样的命令

exec 6<>1.txt

实际上这条命令不仅是让fd6指向1.txt，而且还以读写的方式打开了1.txt文件。>表示只写，<表示只读，<>表示读写。

2. 重定向

关于重定向的话，我们主要理解> < >> << 就行。其中，<和<<属于输入重定向，>和>>属于输出重定向。
那我们如何理解重定向呢？基于我们总结的关键点[文件描述符]输入文件->命令->[文件描述符]输出文件，改变方向其实就是改变文件描述符（fd）所指向的文件。
我们来看一个常见的例子：

echo "xiaoma" > 1.txt

本来正常情况下echo后面的字符串是会打印到屏幕上，但是现在这些字符串跑到了1.txt文件中，这就是重定向。
现在我们来仔细分析一下这个过程，echo命令的输出本来是标准输出，也就是fd1（默认指向屏幕文件），后来经过重定向，fd1就指向了1.txt文件。可能大家会有疑惑，我怎么没看到fd1从屏幕文件重定向到了1.txt。这是因为> 1.txt 就等于 1> 1.txt，fd1作为标准输出可以省略不写。不信大家可以试一下，肯定是一样的效果：

echo "xiaoma" 1> 1.txt  #注意1和>之间不能有空格，但是>和1.txt之间可以有

与它一样的还有标准输入0，当0在<左边的时候也是可以省略不写。

3. &的作用

有的时候，我们会看到这样的命令

exec 3<>1.txt
echo "xiaoma" >&3

这里第一句话我们应该明白，就是让fd3指向1.txt。对于后面一句话，他其实是把fd1重定向到了fd3，也就是最终fd1实际上指向了1.txt文件。
可能我们会有疑惑，为什么1不加&，而3要加&。实际上，这就是规定，在重定向符号左边不用加&，数字表示的就是fd，但是重定向符号右边如果不加&，3就变成了一个文件，而不再是fd3。你可以试试不加&，看看"xiaoma"是不是输出到了一个名叫3的文件中。

4. 1>/dev/null

我们应该会经常看到这样的命令吧，

echo "xiaoma" 1>/dev/null  2>&1 

如果大家是从上往下读这篇文章，想必已经知道了答案。如果跳着读，可能就不清楚了。其实/dev/null，表示空设备文件，它会丢弃一切写入它的文件。这句话的意思是说，我把fd1指向/dev/null，然后我再把fd2指向fd1，最终fd2也就指向了/dev/null。作用不言而喻：所有的输出，不管是标准输出还是错误输出，我都不要啦。

【后记】

看到这，我相信观众老爷们对重定向和文件描述符有一个新的了解了吧。如果有的话，我当然幸甚乐哉。如果没看懂的话，观众老爷们也可以随时来骚扰，我当尽我所能。
最后，观众老爷们如果看的还开心的话，临走时不妨点个赞，点个关注，小弟在此多谢各位。