理解Shell中的输出重定向

概要：本文深入讲解了 Linux/Unix Shell 中的输出重定向，特别是 2>&1 的用法。通过文件描述符的变化过程和图示，帮助读者理解输出重定向的机制及其顺序的重要性。

• 参考的一篇非常好的文章 https://catonmat.net/bash-one-liners-explained-part-three

1. 输出重定向基础

在 Linux/Unix 命令行中，2>&1 是一个重要的重定向操作符。

当 bash 启动时，它会打开三个标准文件描述符：

• stdin（文件描述符 0）
• stdout（文件描述符 1）
• stderr（文件描述符 2）

&1 可以理解为对文件描述符进行取址，类似 C 语言中的 & 符号。

假设终端是 /dev/tty0，以下是 bash 启动时文件描述符表的样子：

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2. 常见重定向用法解析

2.1 command > file

该命令会将 command 的标准输出（stdout）发送到新打开的文件。如果打开文件失败，整个命令都会失败。

写入 command > file 与写入 command 1> file 相同。数字 1 代表标准输出的文件描述符编号。

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2.2 command 2> file

此命令将 stderr 重定向到文件。数字 2 代表标准错误。

文件描述符表的变化如下所示：

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2.3 command > file 2>&1

用于将两个流（stdout 和 stderr）都重定向到文件。

• 首先，stdout 被重定向到 file。
• 然后，stderr 被复制为与 stdout 相同。

所以最终两个流都指向 file。

处理流程如下：

当 bash 看到多个重定向时，它会从左到右处理它们。最开始，bash 的文件描述符表看起来是这样的：

现在 bash 处理第一个重定向 >file。这会让 stdout 指向 file：

接下来，bash 处理第二个重定向 2>&1，这会将文件描述符 2 复制为文件描述符 1 的副本，得到以下结构：

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3. 重定向顺序对执行结果的影响

注意：command > file 2>&1 和 command 2>&1 > file 的效果不同！

在 bash 中，重定向的顺序很重要！

• command > file 2>&1：stdout 和 stderr 都被重定向到文件。
• command 2>&1 > file：只将 stdout 重定向到文件，stderr 仍然打印到终端。

为什么会这样？

因为在 command 2>&1 > file 中：

• 一开始文件描述符 1 还指向终端。
• 此时将 2 复制到 1 的位置，即 stderr 仍然指向终端。
• 然后 1 才更改为指向 file。

如下图所示：