Shell IO 重定向与管线命令

参考：《鸟哥的 Linux 私房菜》第十章

1. 数据流重定向

1.1 三种数据流

数据流	代号	说明
stdin	0	标准输入（键盘输入）
stdout	1	标准输出（终端屏幕）
stderr	2	标准错误输出（终端屏幕）

1.2 stdout（标准输出）

# 覆盖（1 可以省略）
ls / 1> ~/rootfile
ls / > ~/rootfile
 
# 追加
ls / 1>> ~/rootfile
ls / >> ~/rootfile

1.3 stderr（标准错误输出）

# 覆盖
cat ~/files 2> error.log
 
# 追加
cat ~/files 2>> error.log

1.4 stdout 和 stderr 分开输出

# 分别输出到不同文件
find /home -name .bashrc > list_right 2> list_error

1.5 stdout 和 stderr 输出到同一个文件

# 方法一
find /home -name .bashrc > list 2>&1
 
# 方法二（更简洁）
find /home -name .bashrc &> list

1.6 /dev/null 黑洞

# 丢弃所有输出
command > /dev/null 2>&1
 
# 仅丢弃错误输出
command 2> /dev/null

1.7 stdin（标准输入）

# 从文件读取输入
cat > catfile < ~/.bashrc
 
# Here Document
cat > catfile << "eof"
第一行
第二行
eof

2. 命令执行判断

2.1 回传值 $?

$? 表示上一条指令的返回值，执行成功为 0，失败为非 0。

2.2 &&（AND）

cmd1 && cmd2

1. 若 cmd1 执行成功（$?=0），则执行 cmd2
2. 若 cmd1 执行失败（$?≠0），则 cmd2 不执行

2.3 ||（OR）

cmd1 || cmd2

1. 若 cmd1 执行成功（$?=0），则 cmd2 不执行
2. 若 cmd1 执行失败（$?≠0），则执行 cmd2

2.4 组合示例

# 同步后再关机
sync; sync; shutdown -h now
 
# 命令不存在时安装
command || sudo apt install command

3. 管线命令

注意：

• 管线命令 | 仅能处理前面一个指令的 standard output，对 standard error 没有直接处理能力
• 管线命令后面的命令必须能够接受 standard input

3.1 grep - 搜索匹配行

# 基本用法
grep "pattern" filename
 
# 常用选项
grep -i "pattern" filename    # 忽略大小写
grep -v "pattern" filename    # 反向匹配（显示不匹配的行）
grep -n "pattern" filename    # 显示行号
grep -r "pattern" dir/        # 递归搜索目录
grep -C 3 "pattern" filename  # 显示匹配行前后各 3 行（context）
 
# 管线组合
cat file.txt | grep "ERROR"
ps aux | grep nginx

3.2 cut - 提取列

# 按分隔符提取
echo "hello:world:foo" | cut -d ':' -f 2
# 输出：world
 
# 提取多个字段
echo "a:b:c:d" | cut -d ':' -f 1,3
# 输出：a:c
 
# 按字符范围提取
echo "hello" | cut -c 1-3
# 输出：hel

3.3 sort - 排序

# 基本排序
sort file.txt
 
# 按数字排序
sort -n file.txt
 
# 反向排序
sort -r file.txt
 
# 按指定列排序
sort -t ':' -k 3 /etc/passwd
 
# 去重排序
sort -u file.txt

3.4 wc - 统计

# 统计行数、单词数、字符数
wc file.txt
 
# 只统计行数
wc -l file.txt
 
# 只统计单词数
wc -w file.txt
 
# 只统计字符数
wc -c file.txt

3.5 uniq - 去重

# 去除相邻重复行（通常先排序）
sort file.txt | uniq
 
# 统计重复次数
sort file.txt | uniq -c
 
# 只显示重复的行
sort file.txt | uniq -d
 
# 只显示不重复的行
sort file.txt | uniq -u

3.6 tee - 双向输出

# 同时输出到屏幕和文件
ls -l | tee filelist.txt
 
# 追加模式
ls -l | tee -a filelist.txt
 
# 提升权限并保存
echo "hello" | sudo tee /root/test.txt

tee 会将 stdin 的数据同时输出到 stdout 和指定的文件中。

3.7 管线组合示例

# 统计文件中出现最多的 10 个单词
cat file.txt | tr -s ' ' '\n' | sort | uniq -c | sort -rn | head -10
 
# 查找进程并统计数量
ps aux | grep java | grep -v grep | wc -l
 
# 查找大文件并排序
find / -type f -size +100M 2>/dev/null | tee bigfiles.log | sort