管道操作符 : |

我們?cè)贚inux下經(jīng)常要用到管道操作符，也就是"|"，即一個(gè)豎線。這個(gè)操作符的作用對(duì)于經(jīng)常使用Linux的人來說，看上去十分直觀：

不就是將前一個(gè)指令的結(jié)果交給后一個(gè)指令嗎？

舉個(gè)例子：

cat system.log | grep hello復(fù)制代碼

上面的指令可以讓我們過濾出system.log這個(gè)文件中包含hello字符串的行，然后打印到屏幕上。

什么叫指令的結(jié)果

問題就來了，一個(gè)指令的結(jié)果是什么，這個(gè)說法十分混淆。

是指這個(gè)指令輸出的日志？是指這個(gè)指令的返回碼？(有些人可能不知道這東西)還是指啥啥啥的？

實(shí)際上，指令的結(jié)果這個(gè)概念并沒有一個(gè)嚴(yán)格定義，所以當(dāng)我們說，一個(gè)指令的結(jié)果的時(shí)候，經(jīng)常跟業(yè)務(wù)場(chǎng)景有關(guān)系。比如說，一個(gè)圖像處理程序的結(jié)果，就應(yīng)該是一個(gè)圖像，這才是合乎常理的。

如何描述 cat 指令的行為

首先我們來看一下 cat system.log 這個(gè)指令的行為。

也就是將 system.log 中的內(nèi)容打印到屏幕上。

這個(gè)過程可以細(xì)說，因?yàn)閷?nèi)容打印到屏幕上實(shí)際上還是不夠準(zhǔn)確。

那么這里就不得不牽扯出Linux下文件的一些概念。

程序打開文件以及文件描述符

在 Linux 系統(tǒng)中，一個(gè)程序是可以打開一個(gè)文件的，這個(gè)很容易理解。

那么進(jìn)程(一般正在運(yùn)行的程序稱之為進(jìn)程)是如何管理文件的呢？

那就是用文件描述符這種東西，這是一個(gè)數(shù)字以及與之相關(guān)聯(lián)的一堆數(shù)據(jù)。

一個(gè)進(jìn)程打開一個(gè)文件，就會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新的文件描述符，這個(gè)數(shù)字一般是自增的。比如說，當(dāng)前的文件描述符是100。那么再打開一個(gè)新的文件，這個(gè)新的文件的描述符就是101。當(dāng)然進(jìn)程如果關(guān)閉文件，這個(gè)描述符是可以重復(fù)利用的。這里不多扯。

如果用圖來表示這個(gè)概念，應(yīng)該是下面的樣子：

我們可以看出，不同的數(shù)字代表了不同的文件。

那么在哪里能列出一個(gè)進(jìn)程所打開的文件呢？

在Linux下，可以先找到這個(gè)進(jìn)程的PID，假設(shè)是 20000

進(jìn)入如下的目錄：

cd /proc/20000/fd復(fù)制代碼

這個(gè)目錄存放的就是 20000 這個(gè)進(jìn)程所打開的文件了。ls一下，如圖：

正如我所描述的那樣，都是數(shù)字。

一些約定俗成的描述符

從上面的圖中，我們看到，描述符是從0開始的。那么0是什么文件呢？

在Linux下，每一個(gè)進(jìn)程啟動(dòng)的時(shí)候，都會(huì)默認(rèn)打開三個(gè)文件，用0 ,1, 2來當(dāng)做他們的描述符。

那么0, 1, 2分別代表哪三個(gè)文件呢？

0 ： 代表標(biāo)準(zhǔn)輸入1 ： 代表標(biāo)準(zhǔn)輸出2 ： 代表錯(cuò)誤輸出

也許上面的描述，還是不夠清晰。

再進(jìn)一步，一般來說，

標(biāo)準(zhǔn)輸入，就是指 鍵盤輸入標(biāo)準(zhǔn)輸出，就是指輸出到屏幕錯(cuò)誤輸出，也是指輸出到屏幕

文件描述符的作用

如果你在Linux下，寫過讀取鍵盤輸入的程序，那么就這樣理解。

你讀取的其實(shí)就是 0 這個(gè)描述符所代表的文件的內(nèi)容：也就是鍵盤。

如果你使用過類似 print 這種函數(shù)，打印過日志的話，那么其實(shí)就是往 1 這個(gè)描述符所代表的文件里輸出內(nèi)容，對(duì)，這個(gè)內(nèi)容通過屏幕展現(xiàn)出來了。

實(shí)際上，這種讀取和寫入的操作，對(duì)于所有文件來說都是一樣的，至少在使用上來說，是一樣的。

都是先打開一個(gè)文件，給他一個(gè)描述符，然后針對(duì)這個(gè)描述符進(jìn)行讀或者寫。

文件和鍵盤輸入的關(guān)系

鍵盤輸入這種操作，在Linux里，會(huì)變成一個(gè)文件操作，就類似普通的文件那樣。這就是Linux的設(shè)計(jì)，一切皆是文件。不僅僅鍵盤操作和屏幕打印是文件操作。網(wǎng)絡(luò)連接讀取數(shù)據(jù)啥的，也都是文件操作，這些也都會(huì)產(chǎn)生文件描述符。一個(gè)進(jìn)程同時(shí)擁有的文件描述符是有上限的，這個(gè)上限可以設(shè)置。如果你不信，你可以試試同時(shí)打開一萬個(gè)文件，看看會(huì)不會(huì)報(bào)錯(cuò)，如果報(bào)錯(cuò)，觀察一下是報(bào)的什么錯(cuò)。

可能是這樣的錯(cuò)誤：

too many opened files復(fù)制代碼

回到管道操作符 |

cat system.log | grep hello復(fù)制代碼

我們現(xiàn)在再來描述上面整個(gè)指令：

1. cat system.log

cat這個(gè)程序打開了system.log這個(gè)文件，將system.log的內(nèi)容，寫入 1 這個(gè)文件，也就是屏幕上。

2. grep hello

grep 這個(gè)程序，試圖從 0這個(gè)文件中讀取數(shù)據(jù)，然后找到包含hello的行，然后把找到的行，寫入到1這個(gè)文件中，也就是屏幕上

3. 管道的作用

就是將前一個(gè)程序的1綁定到后一個(gè)程序的0。

于是，整體才會(huì)走通，要不然，cat 的結(jié)果就會(huì)打印到屏幕，而不是給了 grep。

作者：庖丁解牛鏈接：https://juejin.cn/post/7081513914840088607