如何理解Linux shell中“2>&1”

前言

有时候我们常看到类似这样的脚本调用:

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./test.sh > log.txt 2>&1

这里的2>&1是什么意思?该如何理解?
先说结论:上面的调用表明将./test.sh的输出重定向到log.txt文件中,同时将标准错误也重定向到log.txt文件中。

有何妙用

(如果已经明白是什么作用,可跳过此小节)
上面到底是什么意思呢?我们来看下面的例子,假如有脚本test.sh:

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#!/bin/bash
date #打印当前时间
while true #死循环
do
#每隔2秒打印一次
sleep 2
whatthis #不存在的命令
echo -e "std output"
done

脚本中先打印当前日期,然后每隔2秒执行whatthis并打印一段字符。由于系统中不存在whatthis命令,因此执行会报错。
假如我们想保存该脚本的打印结果,只需将test.sh的结果重定向到log.txt中即可:

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./test.sh > log.txt

执行结果如下:

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ubuntu$ ./test.sh >log.txt
./test.sh: 行 7: whatthis: 未找到命令

我们明明将打印内容重定向到log.txt中了,但是这条错误信息却没有重定向到log.txt中。如果你是使用程序调用该脚本,当查看脚本日志的时候,将会完全看不到这条错误信息。而使用下面的方式则会将出错信息也重定向到log.txt中:

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./test.sh > log.txt 2>&1

以这样的方式调用脚本,可以很好的将错误信息保存,帮助我们定位问题

如何理解

每个程序在运行后,都会至少打开三个文件描述符,分别是0:标准输入;1:标准输出;2:标准错误。
例如,对于前面的test.sh脚本,我们通过下面的步骤看到它至少打开了三个文件描述符:

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./test.sh #运行脚本
ps -ef|grep test.sh #重新打开命令串口,使用ps命令找到test.sh的pid
hyb 5270 4514 0 19:20 pts/7 00:00:00 /bin/bash ./test.sh
hyb 5315 5282 0 19:20 pts/11 00:00:00 grep --color=auto test.sh

可以看到test.sh的pid为5270,进入到相关fd目录:

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cd /proc/5270/fd #进程5270所有打开的文件描述符信息都在此
ls -l #列出目录下的内容
lrwx------ 1 hyb hyb 64 10月 26 19:23 0 -> /dev/pts/7
lrwx------ 1 hyb hyb 64 10月 26 19:23 1 -> /dev/pts/7
lrwx------ 1 hyb hyb 64 10月 26 19:20 2 -> /dev/pts/7
lr-x------ 1 hyb hyb 64 10月 26 19:23 255 -> /home/hyb/workspaces/shell/test.sh

可以看到,test.sh打开了0,1,2三个文件描述符。同样的,如果有兴趣,也可以查看其他运行进程的文件描述符打开情况,除非关闭了否则都会有这三个文件描述符。

那么现在就容易理解前面的疑问了,2>&1表明将文件描述2(标准错误输出)的内容重定向到文件描述符1(标准输出),为什么1前面需要&?当没有&时,1会被认为是一个普通的文件,有&表示重定向的目标不是一个文件,而是一个文件描述符。在前面我们知道,test.sh >log.txt又将文件描述符1的内容重定向到了文件log.txt,那么最终标准错误也会重定向到log.txt。我们同样通过前面的方法,可以看到test.sh进程的文件描述符情况如下:

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lrwx------ 1 hyb hyb 64 10月 26 19:35 0 -> /dev/pts/7
l-wx------ 1 hyb hyb 64 10月 26 19:35 1 -> /home/hyb/workspaces/shell/log.txt
l-wx------ 1 hyb hyb 64 10月 26 19:35 2 -> /home/hyb/workspaces/shell/log.txt
lr-x------ 1 hyb hyb 64 10月 26 19:35 255 -> /home/hyb/workspaces/shell/test.sh

我们可以很明显地看到,文件描述符1和2都指向了log.txt文件,也就得到了我们最终想要的效果:将标准错误输出重定向到文件中
它们还有两种等价写法:

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./test.sh >& log.txt
./test.sh &> log.txt

总结

我们总结一下前面的内容:

  • 程序运行后会打开三个文件描述符,分别是标准输入,标准输出和标准错误输出。
  • 在调用脚本时,可使用2>&1来将标准错误输出重定向。
  • 只需要查看脚本的错误时,可将标准输出重定向到文件,而标准错误会打印在控制台,便于查看
  • log.txt会将重定向内容追加到log.txt文件末尾。

  • 通过查看/proc/进程id/fd下的内容,可了解进程打开的文件描述符信息。

思考

下面的调用会将标准错误输出重定向到文件中吗?为什么?

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./test.sh 2>&1 >log.txt

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