Unix/Linux shell编程中：>和>&的区别

Question

int main(void)
{

  char buf[] = "standard err, output.\n";

  printf("standard output.\n");

  if (write(STDERR_FILENO,buf, 22) != 22)
      printf("write err!\n");

  exit(0);
}

编译使用：

gcc -Wall text.c

然后在shell中运行：

1. ./a.out > outfile 2 >& 1

   结果：outfile的内容是：

   standard err, output.                
   standard output.
   

2. ./a.out 2 >& 1 >outfile

   结果：

   这首先打印到终端：standard err, output.
   而outfile的内容是：standard output.

问题：

• 我想问一下2 >& fd和2 > file的区别。
  它们都等于函数 dup() 吗？

• 另一个问题：为什么outfile的内容是：

   standard err, output. 
   standard output.
  

  我预计 outfile 的内容是：

   standard output. 
   standard err, output 
  

Answer 1

实际上，在 bash 中，>& 与 dup2 非常相似。也就是说，应用它的文件描述符将引用与右侧描述符相同的文件。所以：

$ ./a.out > outfile 2>& 1

它将stdout(1) 重定向到文件outfile，然后，dup2 stderr(2) 将引用与stdout(1) 相同的文件。也就是说，stdout 和 stderr 都被重定向到文件。

$ ./a.out 2>& 1 >outfile

它将重定向 stderr(2) 以引用与 stdout(1) 相同的文件，即控制台，然后将重定向 stdout(1) 以引用文件outfile。即stderr会输出到控制台，stdout会输出到文件。

这正是你得到的。

Answer 2

范式混合

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虽然有理由刻意做所有这些事情，但作为一种学习体验，在我所谓的“域边界”上混合操作可能会令人困惑。

缓冲与非缓冲 I/O

printf() 被缓冲，write() 是直接系统调用。无论如何，写入都会立即发生，当输出是终端时， printf 将（通常）逐行缓冲，当输出是真实文件时，将逐块缓冲。在文件输出情况（重定向）中，您的实际 printf 输出只会在您从 main() 返回或以其他方式调用 exit(3) 时发生，除非您 printf 一大堆东西。

历史 csh 重定向与 bash 重定向

Bill Joy 在 UCB 编写的现已被遗忘（但通常仍处于默认安装）的 csh，当时一名研究生有一些不错的功能已导入到厨房水槽外壳中，或者将所有外壳功能组合在一起的。是的，我在这里谈论 bash。因此，在 csh 中，重定向标准输出和标准错误的方法就是简单地说 cmd >& file，这确实比“官方”Bourne shell 的工具包方法更加文明假如。但是 Bourne 语法在其他地方也有它的优点，并且无论如何作为主导范式幸存下来。

但是 bash “本机”重定向功能有些复杂，我不会尝试在 SO 答案中总结它们，尽管其他人似乎已经有了一个良好的开端。在任何情况下，您都在一个测试中使用真正的 bash 重定向，而 bash 在另一个测试中也支持的 legacy-csh 语法，以及一个本身混合了范式的程序。从 shell 的角度来看，主要问题是重定向顺序在 bash 样式语法中非常重要，而 csh 样式语法只是指定最终结果。

Answer 3

这里有几个松散相关的问题。

风格评论：我推荐使用2>&1，不带空格。我什至不知道间隔版本可以工作（我怀疑它在 80 年代中期的 Bourne shell 中没有），而压缩版本是正统的编写方式。

文件描述符 I/O 重定向符号在 C shell 及其衍生版本中并非全部可用；它们可在 Bourne shell 及其衍生工具（Korn shell、POSIX shell、Bash...）中使用。

>file 或 2>file 和 2>&1 之间的区别是 shell 要做的。前两个安排写入文件描述符的输出（第一种情况下为 1，即标准输出；第二种情况下为 2，即标准错误）以转到指定文件。这意味着程序写入标准输出的任何内容都会转到文件中。第三种表示法安排 2（标准错误）与 1（标准输出）转到相同的文件描述符；写入标准错误的任何内容都会与标准输出进入同一个文件。它是使用dup2() 轻松实现的。但是，程序中的标准错误流会有自己的缓冲区，而程序中的标准输出流也会有自己的缓冲区，所以输出的交错并不能完全确定是否输出到文件。

您以两种不同的方式运行命令，并且（毫不奇怪）得到两个不同的结果。

1. ./a.out > outfile 2>&1

   I/O 重定向从左到右处理。第一个发送标准输出到outfile。第二个将标准错误发送到与标准输出相同的位置，因此它也发送到outfile。

2. ./a.out 2>&1 >outfile

   第一次重定向将标准错误发送到标准输出的地方，即当前终端。然后第二个重定向将标准输出发送到文件（但将标准错误留在终端）。

程序使用printf() 函数和write() 系统调用。当使用printf() 函数时，它会缓冲其输出。如果输出到终端，那么它通常是“行缓冲的”，所以当一个换行符被添加到缓冲区时，输出就会出现。但是，当输出到文件时，它是“完全缓冲的”，并且在文件流被刷新或关闭或缓冲区填满之前不会出现输出。请注意，stderr 没有完全缓冲，因此写入它的输出会立即出现。

如果您在没有任何 I/O 重定向的情况下运行程序，您将看到：

standard output. 
standard err, output

相比之下，write() 系统调用会立即将数据传输到输出文件描述符。在示例中，您写入标准错误，您写入的内容将立即出现。如果您使用fprintf(stderr, ...)，也会发生同样的情况。但是，假设您修改了程序以写入 STDOUT_FILENO；那么当输出到文件时，输出将按顺序出现：

standard err, output
standard output. 

因为write() 是无缓冲的，而printf() 是缓冲的。

Answer 4

2>&1 部分使 shell 执行类似的操作：

dup2(1, 2);

这使得 fd 2 成为 fd 1 的“副本”。

2> file 被解释为

fd = open(file, ...);
dup2(fd, 2);

打开一个文件并将文件描述符放入插槽 2。