Знакомство с Linux

8.Трубопроводы UNIX

• Стандартный вход и стандартный выход
• Перенаправление входа и выхода
• Использование конвейера
• Перенаправление с добавлением

Многие команды UNIX получают информацию с так называемого стандартного входа и посылают информацию на (опять же) так называемый стандартный выход. (Для них часто используются сокращения ``stdin'' и ``stdout'' соответственно). Ваш shell организует дело так, что стандартным входом служит клавиатура, а стандартным выходом - экран.

Вот пример использования команды cat. Нормально cat читает данные из файлов, чьи имена даны в командной строке и посылает эти данные прямехонько на stdout. Поэтому при выполнении команды

    /home/larry/papers# cat history-final masters-thesis

на экран пойдет файл history-final, а за ним следом masters-thesis.

Но если команде cat не даны имена файлов в качестве параметров, она читает данные с stdin и опять же посылает на stdout. Вот пример.

    /home/larry/papers# cat
    Hello there.
    Hello there.
    Bye.
    Bye.
    [ctrl-D]
    /home/larry/papers#

Как видите, каждая строка, которую напечатал пользователь, немедленно выдается командой cat на экран. При вводе со стандартного входа команда знает, что ввод закончен тогда, когда она получит в каком-то виде сигнал EOT (End-Of-Text). Обычно он обеспечивается нажатием ctrl-D.

Вот другой пример. Команда сортировки sort читает построчно текст (здесь опять с stdin, поскольку имена файлов в параметрах не указаны, и посылает отсортированный результат на stdout. Попробуйте так.

    /home/larry/papers# sort
    bananas
    carrots
    apples
    [ctrl-D]
    apples
    bananas
    carrots
    /home/larry/papers#

Теперь мы можем упорядочить наш список продуктов, подлежащих закупке, в лексикографическом порядке... ну разве UNIX не полезная вещь?

В начало страницы

Теперь, предположим, что мы хотим послать результат сортировки в файл, чтобы где-то сохранить список планируемых покупок. Shell дает нам возможность перенаправлять стандартный выход в файл, используя символ ``>''. Вот как это работает.

    /home/larry/papers# sort > shopping-list
    bananas
    carrots
    apples
    [ctrl-D]
    /home/larry/papers#

Как вы можете видеть, результат работы команды sort не отображается на экране, вместо этого он сохраняется в файле shopping-list (список покупок). Давайте посмотрим на этот файл.

    /home/larry/papers# cat shopping-list
    apples
    bananas
    carrots
    /home/larry/papers#

Теперь мы можем не только сортировать (упорядочивать) список планируемых покупок, но и сохранять его! Но предположим, что мы хранили наш неотсортированный исходный закупочный список в файле под именем items. Один из способов сортировки и сохранения его, это отсортировать файл с данным именем, вместо получения файла со стандартного входа, и перенаправить стандартный выход в файл. Например так

    /home/larry/papers# sort items > shopping-list
    /home/larry/papers# cat shopping-list
    apples
    bananas
    carrots
    /home/larry/papers#

Но это можно сделать и по-другому. Перенаправлен может быть не только стандартный выход, но также и стандартный вход, используя символ ``<''.

    /home/larry/papers# sort < items
    apples
    bananas
    carrots
    /home/larry/papers#

Технически, sort < items эквивалентно sort items, но последний вариант позволяет нам продемонстрировать сказанное: sort < items ведет себя так, словно данные файла items были напечатаны на клавиатуре. shell обслуживает перенаправление. sort не было дано имя файла (items) и команда читала со стандартного входа, как будто шел ввод с клавиатуры.

Это иллюстрирует концепцию фильтра. Фильтр, это программа, которая получает данные со стандартного входа, обрабатывает их каким-то образом и посылает результат обработки на стандартный выход. С помощью перенаправления стандартные вход и выход могут быть переведены на файлы. sort - простейший фильтр: она сортирует входные данные и посылает результат на стандартный выход. cat - даже еще проще: она ничего не делает со входными данными, а только выдает все, что не поступит, на выход.

В начало страницы

Мы уже показали, как использовать команду sort в качестве фильтра. Но эти примеры предполагали, что вы откуда-то получили данные в файл, или ввели данные с клавиатуры своими собственными руками. А что, если данные, которые вы хотите отсортировать, являются выходными данными другой программы, например, такой как ls? Если вы используете при сортировке опцию -r, данные будут расположены в порядке, обратном лексикографическому. Если вы хотите получить перечень файлов вашего каталога в обратном порядке, один из способов сделать это будет:

    /home/larry/papers# ls
    english-list
    history-final
    masters-thesis
    notes
    /home/larry/papers# ls > file-list
    /home/larry/papers# sort -r file-list
    notes
    masters-thesis
    history-final
    english-list
    /home/larry/papers#

Здесь мы сохранили результат работы команды ls в файле, а затем выполнили sort -r над этим файлом. Но это очень коряво выглядит и требует создания временного файла для хранения результата работы ls.

Выход из положения дает трубопровод (pipeline) (прим. переводчика: в нашей литературе принят термин "конвейер", так далее и будем переводить "pipeline"). Конвейер - это еще одно замечательное свойство shell, которое позволяет связывать последовательность команд в конвейер, где stdout первой команды посылается прямо на stdin второй команды и так далее. Здесь мы хотим послать stdout команды ls на stdin команды sort. Символ ``|'' олицетворяет конвейер:

    /home/larry/papers# ls | sort -r
    notes
    masters-thesis
    history-final
    english-list
    /home/larry/papers#

Эта команда намного короче и, очевидно, проще набирается. Другой полезный пример. Команда

    /home/larry/papers# ls /usr/bin

выдает на дисплей длинный список имен файлов, большинство из которых слишком быстро промелькнет на экране, чтобы вы успели прочитать их. Давайте подключим к просмотру перечня имен файлов каталога /usr/bin команду more.

    /home/larry/papers# ls /usr/bin | more

Теперь вы можете постранично листать файл в свое удовольствие.

Но чудеса на этом не кончаются! Мы можем связать в конвейер более, чем две команды. Команда head представляет из себя фильтр, который отображает первые строки входного потока (здесь, пришедшего по конвейеру). Если мы хотим отобразить последнее имя текущего каталога, упорядоченного по алфавиту, мы можем написать:

    /home/larry/papers# ls | sort -r | head -1
    notes
    /home/larry/papers#

где head -1 просто выдает первую строку получаемого входного потока (в данном случае это отсортированный в обратном порядке перечень имен файлов текущего каталога, выданных командой ls).

В начало страницы

Использование ``>'' для перенаправления выхода смертельно для файла, в который происходит перенаправление (если было, что уничтожать), другими словами

    /home/larry/papers# ls > file-list

уничтожает прежнее содержимое файла file-list. Если вместо этого использовать символ перенаправления ``>>'', выход будет добавлен к содержимому названного файла (вместо того, чтобы быть записаным на место старого).

    /home/larry/papers# ls >> file-list

добавит выходную информацию команды ls в файл file-list.

Имейте в виду, что перенаправления и конвейер, это средства, предоставляемые оболочкой shell, это синтаксис shell и символы ``>'', ``>>'' и ``|'' не имеют никакого отношения к командам, как таковым.