Linux重定向详解：掌握输入输出重定向的艺术

在Linux的Shell世界中，重定向是将命令的输入输出引导至非默认位置的核心技术。本文带你深入理解这个强大功能的原理和应用。

目录#

引言：为什么需要重定向
理解Linux的三种数据流
输出重定向基础
- 标准输出重定向
- 标准错误重定向
输入重定向详解
高级重定向技巧
- 文件描述符操作
- 重定向标准错误到标准输出
特殊重定向技巧
- /dev/null的使用
- 进程替换
- Here Document
管道与重定向结合
最佳实践与常见错误
结语
参考资料

2. 理解Linux的三种数据流 {#三种数据流}#

Linux为每个进程自动打开三个数据流：

文件描述符	名称	默认位置	缩写
0	标准输入	键盘	stdin
1	标准输出	屏幕	stdout
2	标准错误	屏幕	stderr

文件描述符(File Descriptor, FD) 是内核用来访问文件/流的整数标识符。

3. 输出重定向基础 {#输出重定向}#

标准输出重定向 {#标准输出重定向}#

# 覆盖写入文件（如果文件存在则清空内容）
ls -l > filelist.txt
 
# 追加到文件末尾
echo "New entry" >> logfile.log

说明：

> 覆盖写入（等价于1>）
>> 追加写入（等价于1>>）
文件不存在时自动创建

标准错误重定向 {#标准错误重定向}#

# 重定向错误信息到文件
grep "pattern" /nonexistent 2> errors.log
 
# 错误信息追加到文件
make compile 2>> build_errors.log

4. 输入重定向详解 {#输入重定向}#

# 从文件读取输入
sort < unsorted_data.txt
 
# 作为另一个命令的输入
wc -l < access.log
 
# 输入重定向与管道混合使用
grep "error" < system.log | sort > sorted_errors.txt

典型应用场景：

批量处理文件中的数据
自动化脚本中的输入
处理命令输出中的特定字段

5. 高级重定向技巧 {#高级技巧}#

文件描述符操作 {#文件描述符操作}#

# 同时保存标准输出和标准错误
command &> output.log        # 方法1（推荐）
command > output.log 2>&1    # 方法2（经典方式）
 
# 创建自定义文件描述符
exec 3> custom.log   # 创建FD3
echo "Log message" >&3
exec 3>&-            # 关闭FD3

重定向标准错误到标准输出 {#重定向错误到输出}#

# 合并stdout和stderr
find / -name "*.conf" 2>&1 | tee results.log
 
# 分离重定向到不同文件
command > stdout.txt 2> stderr.txt

6. 特殊重定向技巧 {#特殊技巧}#

/dev/null - 数据黑洞#

# 丢弃所有输出
sudo apt update > /dev/null 2>&1
 
# 仅丢弃错误信息
grep "pattern" * 2> /dev/null

Here Document#

# 直接在脚本中嵌入输入
cat << EOF
Welcome to Linux
Today is $(date)
System: $(uname -a)
EOF

进程替换#

# 比较两个命令的输出
diff <(ls /dir1) <(ls /dir2)
 
# 将重定向与管道结合
paste <(cut -f1 file1) <(cut -f3 file2)

7. 管道与重定向结合 {#管道结合}#

# 经典数据处理管道
cat access.log | grep 404 | cut -d' ' -f1 | sort | uniq -c > result.txt
 
# 保留中间结果（使用tee）
make build 2>&1 | tee build.log | grep -i "error"
 
# 多步骤数据处理
zcat largefile.gz | grep "keyword" | sort > filtered.txt

8. 最佳实践与常见错误 {#最佳实践}#

最佳实践:

脚本中始终处理可能的错误流

# 在脚本开头设置
exec 2>>${LOG_FILE}

重要操作使用追加模式(>>)避免数据丢失
清理操作使用/dev/null静默输出
复杂重定向使用文件描述符命名提高可读性

常见错误：

# 错误！2>和重定向顺序问题
command > file 2>&1   # 正确: 错误和标准输出都到file
command 2>&1 > file   # 错误: 错误到屏幕，标准输出到file
 
# Here Document的空格问题
cat <<EOF       # 正确
cat << EOF      # 语法错误

文件描述符关闭警告：

# 避免使用未关闭的文件描述符
exec 3>file
echo "data" >&3
exec 3>&-   # 必须关闭

9. 结语 {#结语}#

掌握Linux重定向技术：

🚀 提高命令行操作效率
🧠 深入理解Linux处理数据流的方式
💡 为编写复杂Shell脚本奠定基础

实践是掌握重定向的关键！通过在终端中反复练习这些示例，你将逐渐形成"重定向思维"，能够自然地将这些技术应用到日常运维和开发任务中。

10. 参考资料 {#参考资料}#

Bash Reference Manual: Redirections
Linux man pages: bash(1), sh(1)
《Linux命令行与Shell脚本编程大全（第3版）》
《Advanced Bash-Scripting Guide》: http://tldp.org/LDP/abs/html/io-redirection.html

附：重定向运算符速查表

运算符	描述
`> file`	标准输出重定向（覆盖）
`>> file`	标准输出重定向（追加）
`2> file`	标准错误重定向（覆盖）
`2>> file`	标准错误重定向（追加）
`&> file`	标准输出和错误重定向（覆盖）
`&>> file`	标准输出和错误重定向（追加）
`< file`	标准输入重定向
`<< delimiter`	Here Document
`	`